用于中子衰变实验的硅光电倍增器研究

为提升中子 $\beta$ 衰变实验的精度，研究了塑料闪烁体的光子读出。如今中子衰变基于多达 $10^9$ 个已记录衰变事件进行高统计量研究，并对超越标准模型的新物理给出了显著改进的限定，其中 $\beta$ 常在塑料闪烁体中被记录。这些实验中的主要系统误差源于闪烁体在线性、能量分辨与电子背散射方面表征不完善。我们研究当用于闪烁体读出的传统光电倍增管被硅光电倍增器（SiPMs）替代时，这些误差能否被减小。为此，开发了多种理论与实验工具，并提出了一种处理 SiPMs 极端暗计数的流程。结论表明，在 $\beta$ 能谱学中，采用 SiPMs 的塑料闪烁体读出可显著改善能量响应，并有助于提供可靠的电子背散射修正。