高分辨气体时间投影室中反冲识别的可观测量
仪器与探测器
2021-10-13 v2
摘要
核反冲的方向性探测在核物理与粒子物理中广泛需求。在低反冲能量下，该能力可用于确认暗物质信号的宇宙学起源、穿透所谓的 neutrino floor，或区分不同中微子源。若读出粒度足够高（如使用微图案气体探测器（MPGDs）时的情况），气体时间投影室（TPCs）可实现方向性反冲探测。此类探测器中的一个关键挑战是识别并拒绝由探测器材料与环境放射性污染物产生的伽马射线所引起的本底电子反冲事件。我们定义了基于模拟电离拓扑结构的新可观测量，可在 keV 尺度能量下区分电子与核反冲。我们开展的仿真研究表明，这些可观测量优于传统使用的判别量 dE/dx，最高达三个数量级。此外，这些新可观测量在远低于 10 keV 的电离能量下仍表现良好，且即使在方向性失效的区间内依然稳健。
引用
@article{arxiv.2012.13649,
title = {Observables for Recoil Identification in High-Definition Gas Time Projection Chambers},
author = {Majd Ghrear and Sven E. Vahsen and Cosmin Deaconu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.13649},
year = {2021}
}