纳入 ZEPLIN-III 实验的否决探测器性能
宇宙学与河外天体物理
2011-07-15 v2
摘要
ZEPLIN-III 实验正在 Boulby 地下实验室运行其第二阶段，以搜寻暗物质 WIMP。相较于其首次科学运行，该仪器的主要升级包括更低背景的光电倍增管以及塑料闪烁体否决系统的安装。本文展示了否决探测器在运行前六个月内使用校准数据和科学数据并与 ZEPLIN-III 符合的性能结果。凭借全自动运行与校准，否决系统保持了高稳定性，并实现了相对于 ZEPLIN-III 接近 1 的有效时间。使用中子源的校准表明，否决系统排除了 ZEPLIN-III 中 60% 的中子诱发核反冲，这些反冲否则可能被误识别为 WIMP。这种标记效率将科学数据采集期间预期的未标记中子核反冲背景在 WIMP 接受区降低至每年约 0.2 个事件的极低率。此外，否决探测器排除了 28% 的伽马射线诱发背景事件，从而允许对 ZEPLIN-III 中的主要背景源——具有罕见拓扑的多重散射伽马射线进行采样。由于 WIMP 不会被否决探测器标记，且伽马射线和中子产生的标记是可分离的，因此可以在不使数据中候选 WIMP 信号的分析产生偏差的情况下，对该多重散射事件群体进行表征。
引用
@article{arxiv.1103.0393,
title = {Performance of the veto detector incorporated into the ZEPLIN-III experiment},
author = {C. Ghag and D. Yu. Akimov and H. M. Araújo and E. J. Barnes and V. A. Belov and A. A. Burenkov and V. Chepel and A. Currie and L. DeViveiros and B. Edwards and V. Francis and A. Hollingsworth and M. Horn and G. E. Kalmus and A. S. Kobyakin and A. G. Kovalenko and V. N. Lebedenko and A. Lindote and M. I. Lopes and R. Lüscher and K. Lyons and P. Majewski and A. St and J. Murphy and F. Neves and S. M. Paling and J. Pinto da Cunha and R. Preece and J. J. Quenby and L. Reichhart and P. R. Scovell and C. Silva and V. N. Solovov and N. J. T. Smith and P. F. Smith and V. N. Stekhanov and T. J. Sumner and C. Thorne and R. J. Walker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.0393},
year = {2011}
}