高能μ子在地下产生中子的模拟
高能物理 - 实验
2011-05-23 v2
摘要
本文描述了用于解释在Boulby地下实验室（英国北约克郡）进行的μ子诱导中子通量测量的蒙特卡罗模拟，该测量最近使用部署在ZEPLIN-II WIMP探测器周围的大型闪烁体反符合探测器完成。在相关基准测试和中子产生模型验证之后，使用了GEANT4工具包8.2版本。在蒙特卡罗模拟与实验数据的直接比较中，我们发现模拟产生的中子速率高出1.8倍，我们将其解释为GEANT4在铅中的过度产生。由于铅在中子产生中占主导地位，我们能够估算出铅中的绝对中子产额为(1.31 +/- 0.06) x 10^(-3) 中子/μ子/(g/cm^2)，对应平均μ子能量为260 GeV。对ZEPLIN-II靶体积（约1年曝光）中由μ子诱导中子产生的模拟核反冲表明，尽管在暗物质搜索感兴趣的能量范围内预期会有少量来自该背景源的事件，但没有任何事件能通过反符合探测器的符合剔除。
引用
@article{arxiv.0810.1682,
title = {Simulation of neutrons produced by high-energy muons underground},
author = {A. Lindote and H. M. Araujo and V. A. Kudryavtsev and M. Robinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.1682},
year = {2011}
}
备注
13 Pages, 11 Figures, 3 Tables. To appear in Astroparticle Physics. Version 2 has minor corrections and clarifications. Figures 1 and 3 now include neutron yields obtained with FLUKA-2008