利用声子介导的微波动力学电感探测器实现位置和能量分辨的粒子探测

我们展示了在硅衬底上使用微波动力学电感探测器（MKID）阵列进行声子介导的粒子相互作用的位置和能量分辨探测。每个传感器接收到的信号的相对幅度和延迟使得相互作用的位置能够在30 keV能量下以小于1 mm的精度确定。利用这一位置信息，可以消除探测器响应随位置的变化，并在30 keV下测得能量分辨率为$\sigma_E = 0.55$ keV。由于MKID可以由单层沉积薄膜制备，并且在频域中天然具有多路复用能力，该技术可以扩展为提供高度像素化的非热声子传感器，用于约1 kg量级的探测器元件。这种高分辨率、大质量粒子探测器将适用于下一代稀有事件搜索，例如暗物质直接探测、无中微子双贝塔衰变或相干中微子-原子核散射。