GraXe:用于无中微子双贝塔衰变搜寻的石墨烯与氙
仪器与探测器
2012-02-28 v4 高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
摘要
我们提出一种新的探测器概念 GraXe(读作 grace),用于在 Xe-136 中搜寻无中微子双贝塔衰变。GraXe 将稀有事件搜寻中常用的探测介质——液氙,与一种新型无本底材料——石墨烯相结合。在 GraXe 的基准设计中,一个由涂覆石墨烯的钛网制成、内部填充富集 Xe-136 同位素的液氙(LXe)的球体,浸没于一个由光电探测器仪表化的大型天然 LXe 体积中。液氙是一种优异的闪烁体,对其自身发出的光具有合理的透明度。石墨烯在很宽的频率范围内透明,且对氙气不可渗透。事例位置可由光电传感器探测到的光模式推得。外部本底将由天然 LXe 缓冲层屏蔽,使超纯的内部体积几乎无本底。工业级石墨烯可以以具有竞争力的成本制造以生产该球体。富集 Xe-136 同位素的氙气易于制备且相对廉价,目前世界上已有近一吨富集氙(目前正被 EXO、KamLAND-Zen 和 NEXT 实验使用)。所有低温技术均可从众多使用液氙的实验中直接获得。使用 GraXe 概念的实验在短时间尺度内是现实且可负担的,其物理潜力巨大。
引用
@article{arxiv.1110.6133,
title = {GraXe, graphene and xenon for neutrinoless double beta decay searches},
author = {J. J. Gomez-Cadenas and F. Guinea and M. M. Fogler and M. I. Katsnelson and J. Martin-Albo and F. Monrabal and J. Muñoz-Vidal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.6133},
year = {2012}
}
备注
17 pages, 4 figures, 2 tables. Several typos and a reference corrected. Version accepted for publication in the Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP)