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360 GeV 宇宙μ子的中子产生性研究

高能物理 - 实验 2025-01-03 v3

摘要

中国金坪地下实验室(CJPL)因其 2400 米垂直岩石遮挡,成为研究太阳中子、地球中子及超新星中子的优异场所。其卓越的深度为探讨能量约为 360 GeV 的宇宙射线μ子提供了机会。本文详细报告了基于 2017 年起至今累计 1178 天数据,对金坪中子实验(JNE)原型 1 吨中子探测器所收集的μ子相关背景的研究。首先详细讨论了由于探测器有限尺寸导致μ子次级粒子泄漏对测量中子产率产生的显著效应。结合 493 个宇宙μ子候选事件和 13.6±5.713.6\pm5.7 个宇宙风暴中子候选事件,以及对检测效率和不确定性的彻底评估,我们测得μ子通量为 (3.56±0.16stat.±0.10syst.)×1010 cm2s1(3.56\pm0.16_{\mathrm{stat.}}\pm0.10_{\mathrm{syst.}})\times10^{-10}~\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s^{-1}},并在基于 LAB 液态硝酸盐的液体硝酸盐中,得到宇宙风暴中子产率为 (3.37±1.41stat.±0.31syst.)×104 μ1g1cm2(3.37\pm 1.41_{\mathrm{stat.}}\pm 0.31_{\mathrm{syst.}}) \times 10^{-4}~\mathrm{\mu}^{-1} \mathrm{g}^{-1} \mathrm{cm}^{2}

关键词

引用

@article{arxiv.2409.04169,
  title  = {Study of neutron production for 360 GeV cosmic muons},
  author = {Xinshun Zhang and Jinjing Li and Shaomin Chen and Wei Dou and Haoyang Fu and Ye Liang and Qian Liu and Wentai Luo and Ming Qi and Wenhui Shao and Haozhe Sun and Jian Tang and Yuyi Wang and Zhe Wang and Changxu Wei and Jun Weng and Yiyang Wu and Benda Xu and Chuang Xu and Tong Xu and Yuzi Yang and Aiqiang Zhang and Bin Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04169},
  year   = {2025}
}