利用离子信号去卷积实现MIMAC探测器在keV能区的方向性与头尾辨识

方向性探测是在即便存在如中微子地板之上不可约本底的情况下，明确识别星系暗物质（DM）的唯一策略。该方法要求测量DM诱导的keV能区核反冲方向。为探测如此低的能量，方向性探测器必须在高增益下运行，此时3D径迹重建会因雪崩中产生的大量离子影响而失真。本文描述了Micromegas中信号形成时电子与离子的相互作用。它引入了SimuMimac，一种专用于高增益探测的模拟工具，与MIMAC测量一致。本工作提出一个解析公式，可从任意测量中对栅极上感生的离子信号去卷积，无需先验或特设参数。该去卷积经实验测试与验证，揭示了原初电子云的精细结构，从而在keV能区实现头尾辨识。最后，文章展示了该去卷积如何通过重建单能$27~\mathrm{keV}$与$8~\mathrm{keV}$中子的能谱用于方向性，角分辨率优于$15^\circ$。这种新颖的方向性方法看似与基于3D径迹重建的标准方法互补，并为高增益keV区方向性性能改善提供冗余。