Q-Pix像素读出技术研究太阳 neutrinos的机会与挑战

太阳 neutrinos的研究在天文学、核物理学和粒子物理学中都具有重要意义。然而，由于这些 neutrinos能量较低，隔离背景事件具有一定挑战，需要探测器具备低能阈值、高空间分辨率和能量分辨率，以及低数据率。我们提出了一种采用Q-Pix技术进行像素读出的千吨级液氦探测器方案，用于探测地下太阳 neutrinos。我们探讨了利用体积 fiducialization、方向性拓扑信息、光信号相关性和脉冲形状鉴别技术来提高对太阳 neutrinos的灵敏度。我们发现，对于能量低于5 MeV的 neutrinos，鉴别其信号非常困难。然而，我们表明，若充分理解外部背景并采用低背景技术构建探测器，这些方法对于太阳 neutrinos的探测是有用的。构建可行的背景模型时，我们识别出来自洞穴墙壁的{\gamma}射线以及{\alpha}粒子在氡衰变链中的捕获作为关键的背景来源，这些背景对太阳 neutrinos的灵敏度至关重要且目前的测量对其约束不足。在此基础上，我们指出，Q-Pix技术的最大优势在于其能够以最小的数据率进行持续读取所有低能事件，为后续的离线分析提供可管理的存储空间。