中微子实验中有机液体闪烁体的正电子素特征信号

在液体闪烁体实验中，电子反中微子通常通过反β衰变探测，即寻找反应产物中子和正电子的符合信号。在正电子湮没之前，电子-正电子对可能形成平均寿命为几纳秒的正电子素（o-Ps）态。即使o-Ps的衰变因自旋翻转或拾取效应而加速，它仍可能引入光子发射时间分布的畸变，这对反中微子实验中的位置重建和脉冲形状甄别算法至关重要。反过来看，o-Ps引起的时间畸变为在液体闪烁体中标记反中微子提供了一种新的特征信号。本文报告了中微子物理中最常用的有机液体闪烁体溶剂（均三甲苯、直链烷基苯、苯基二甲苯基乙烷和十二烷）中o-Ps形成概率和寿命的测量结果。我们还表征了均三甲苯+1.5 g/l的2,5-二苯基噁唑（一种用作波长位移剂的荧光物质）的混合物。在论文的第二部分，我们证明o-Ps引起的闪烁光子发射时间分布畸变是逐事件标记正电子的最优特征信号，有望增强反中微子的探测能力。