正交条纹 HPGe 检测器用于区分 $0\nu\beta\beta$ 事件与单电子事件的仿真研究
仪器与探测器
2026-03-03 v1 核实验
摘要
中性子无中和双β衰变 () 提供了对中微子质量及其马约拉纳性质的灵敏探针。正交条纹高纯度德国仑巴 (HPGe) 检测器具有高空间分辨率，为区分 事件与单电子背景事件提供了有前景的方案。本文开发了一个仿真框架，用于评估这些检测器的区分性能。该框架将 Geant4 仿真与混合数值-解析方法相结合，以对电荷云动力学进行建模。实现了一个双分支卷积神经网络 (CNN)，用于提取事件分类的拓扑特征。定量评估了检测器几何对区分性能的影响。对于固定晶体厚度为 15 mm 的情况，随着条纹间距从 0.1 mm 增大到 0.5 mm，背景抑制效率从 79.5\%下降到 59.0\%。当条纹间距为 0.25 mm 时，晶体厚度为 20 mm 时，在能量峰效率与区分能力之间达到最佳平衡。这些结果表明，正交条纹 HPGe 检测器能够有效抑制单电子背景，并为 Ge 衰变搜索中的检测器设计提供定量指导。
引用
@article{arxiv.2603.01830,
title = {Simulation Study on the Discrimination of $0\nu\beta\beta$ Events from Single-Electron Events Using Orthogonal-Strip HPGe Detectors},
author = {Qiuli Zhang and Wenhan Dai and Peng Zhang and Mingxin Yang and Yang Tian and Zhi Zeng and Yulan Li and Ming Zeng and Hao Ma and Jianping Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.01830},
year = {2026}
}