一类用于探测弱相互作用大质量粒子的新型生物探测器
天体物理仪器与方法
2015-07-03 v2 仪器与探测器
摘要
弱相互作用大质量粒子 (WIMPs) 可能构成了宇宙中物质的很大一部分。DAMA/LIBRA、CoGeNT、CRESST-II 以及最近的 CDMS-Si 的数据中存在超额事件，这可能与约 10 GeV/c2 的 WIMP 质量一致。然而，对于 MDM > 10 GeV/c2，CDMS-Ge、XENON 和 LUX 探测器的零结果可能与某些暗物质情景下的潜在探测存在张力，并假设了特定的光响应。我们提出使用一类新型生物暗物质 (DM) 探测器来进一步检验这一轻暗物质假说，利用低原子序数靶材的新特征。本文讨论了两种类型的生物 DM 探测器：基于 DNA 的探测器和基于酶促反应 (ER) 的探测器。对于基于 DNA 的探测器，我们讨论了一种新的实现方案。对于 ER 探测器，探测过程有四个关键阶段：a) 粒子沉积能量导致的状态变化；b) 酶作用于其底物释放能量导致的放大；c) 可持续但非爆炸性的酶促反应；d) 温度升高时因酶变性而导致的自终止。本文提供了如何设计和优化这四个过程的信息。
引用
@article{arxiv.1403.8154,
title = {New class of biological detectors for WIMPs},
author = {Andrzej K. Drukier and Charles Cantor and Mark Chonofsky and George M. Church and Robert L. Fagaly and Katherine Freese and Alejandro Lopez and Takeshi Sano and Christopher Savage and Wesley P. Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.8154},
year = {2015}
}
备注
29 pages