ZEPLIN-III 中的放射性本底
仪器与探测器
2015-05-27 v2 高能物理 - 实验
摘要
我们研究了 Boulby 的 ZEPLIN-III 暗物质实验中来自放射性的电子反冲和核反冲本底。液态氙 WIMP 靶中的低能电子反冲率为 0.75±0.05 事件/千克/天/千电子伏，这比第一次科学运行期间观测到的反冲率提高了 20 倍。能量和空间分布与通过组件级蒙特卡罗模拟预测的结果一致，该模拟传播了实验中使用的材料所测得的放射性污染的影响。预测中子弹性散射每年产生 3.05±0.5 个能量在 5-50 千电子伏之间的核反冲，这意味着在现实的信号接收条件下，一年数据集在与反符合探测器反符合的情况下预期有 0.4 个事件。讨论了不太明显的本底源，特别是在未来实验的背景下。这些包括闪烁脉冲受到来自康普顿电子和光电倍增管内部 β 活性的切伦科夫光污染，这会增大闪烁响应的幅度并降低其视时间常数。另一个挑战来自多重散射 γ 射线，其一个或多个顶点位于不产生电离的区域。如果能复制第一次运行中达到的甄别能力，ZEPLIN-III 对标量 WIMP-核子弹性截面的灵敏度应能达到最初设想的 ∼1×10⁻⁸ pb·年。
引用
@article{arxiv.1104.3538,
title = {Radioactivity Backgrounds in ZEPLIN-III},
author = {H. M. Araujo and D. Yu. Akimov and E. J. Barnes and V. A. Belov and A. Bewick and A. A. Burenkov and V. Chepel. A. Currie and L. DeViveiros and B. Edwards and C. Ghag 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. Luscher and P. Majewski and A. StJ. Murphy. 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:1104.3538},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 5 figures