用于稀有事件探测的气态时间投影室：T-REX项目结果。I. 双β衰变
仪器与探测器
2016-02-19 v1 高能物理 - 实验
摘要
作为T-REX项目的一部分，近年来开展了若干研发和原型活动，以探索气态Micromegas读出TPC在双β衰变（DBD）、轴子研究和低质量WIMP搜寻等稀有事件搜寻中的适用性。在本文及其姊妹篇中，我们汇编了该项目的主要结果，并展望了该探测技术的应用前景。姊妹篇聚焦于轴子和WIMP，而本文聚焦于高压氙（HPXe）TPC中\^{136}Xe的DBD测量相关结果。尤其相关的是在Xe + TMA混合气体中使用microbulk Micromegas获得的结果，其在增益、运行稳定性和高达10 bar压力下的能量分辨率方面显示出非常有前景的结果。约\sim 1\%的TMA相对于纯Xe将电子扩散降低了10倍，改善了拓扑图案的质量，对甄别能力有积极影响。使用中等尺寸原型（直径30 cm、漂移区38 cm）在10 bar下容纳1 kg氙的fiducial volume中的运行，使得能够在真实实验条件下测试探测概念。Microbulk Micromegas能够高质量地成像DBD电离特征，同时以至少\sim 3\% FWHM @ Q的能量分辨率测量其能量沉积，并可能低至\sim 1\% FWHM。此外，关于拓扑特征信息的初步结果显示出有前景的本底甄别能力，这是其他实验实现无法达到的。而且，microbulk Micromegas具有非常低的固有放射性水平，并提供具有成本效益的放大选项。所有这些结果证明，Micromegas读出的HPXe TPC是下一代DBD实验的一种极具竞争力的技术。
引用
@article{arxiv.1512.07926,
title = {Gaseous time projection chambers for rare event detection: Results from the T-REX project. I. Double beta decay},
author = {I. G. Irastorza and F. Aznar and J. Castel and S. Cebrián and T. Dafni and J. Galán and J. A. García and J. G. Garza and H. Gómez and D. C. Herrera and F. J. Iguaz and G. Luzón and H. Mirallas and E. Ruiz and L. Seguí and A. Tomás},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.07926},
year = {2016}
}
备注
prepared for submission to JCAP