使用便携式液体闪烁体条装置测量大气缪子角分布

鉴于全球对新物理稀有信号搜寻的兴趣，在不同地点与海拔测量宇宙成因粒子正变得日益重要。本工作中，我们报道使用由四根一米长液体闪烁体条组成的便携式装置对缪子天顶角分布与积分通量进行的测量。每根闪烁体条由两端的光电倍增管读出，后接 8 通道数字化仪。我们利用闪烁体的能量沉积与优异时间性能来构建二维径迹，进而得到带电粒子的角度。我们使用液体闪烁体，因其具有脉冲形状甄别（PSD）的附加优势，可用于探测缪子诱发粒子。能量沉积、事件时间窗与 PSD 截断被用于压低随机及相关本底。此外，我们提出三个径迹质量参数并用于获取干净的缪子能谱。天顶角测量进行至 $60^\circ$。通过改进的分析，我们证明 3 根条的装置也可用于更快速而精确的测量。测得的垂直缪子通量为 $66.70 \pm 0.36 \pm 1.50$ $/m^2/sr/s$，在 $\cos^n \theta$ 中 $n=2.10 \pm 0.05 \pm 0.25$，测量位于印度孟买（$19^{\circ}$N，$72.9^{\circ}$E）海平面、缪子动量高于 $255$ MeV/$c$ 处。缪子通量依赖于多种因素，最显著的是纬度、海拔与缪子动量截断，因此此类便携式装置可成为各地此类测量的利器。