液氩闪烁光发射的特性

液氩因其优异的电荷产额与输运特性以及作为闪烁体的性质,被用作多种中微子和暗物质实验的活性介质。液氩闪烁光子发射在中心位于 127 nm、宽度为 10~nm 的窄带内,并具有由最低单重态和三重态激基 Ar$_2^*$ 衰变到解离基态所产生的双成分特征时间轮廓。我们提出一个模型,该模型考虑了长寿命三重态通过与其他三重态的自相互作用或通过分子 Ar$_2^+$ 离子的相互作用而发生的猝灭。若已知未猝灭快成分与慢成分的相对丰度,该模型可预测闪烁信号的时间轮廓及其对外加电场强度和沉积能量密度的依赖关系。该模型成功解释了实验观测到的慢成分特征时间对外加电场强度的依赖,以及液氩掺入少量氙(ppm 量级)时光子产额的增加。该模型还预测了电子与核反冲的脉冲形状参数 F$_{prompt}$ 对反冲能量的依赖,以及液氩中核反冲的相对光产额 $\mathcal{L}_{eff}$ 的行为。