利用新发现的四苯基丁二烯闪烁时间分量抑制液氩暗物质探测器表面本底
仪器与探测器
2019-04-10 v4
摘要
探测器内表面的放射性同位素衰变可能对暗物质直接探测构成主要本底问题。虽然传统上利用位置切割来缓减这些本底，但这类切割通过减小灵敏质量而降低了探测器曝光量，且位置确定的不确定性可能使某些探测器无法充分剔除此类事件。本文中，我们提供一种新技术，可在不依赖位置切割的情况下大幅降低液氩（LAr）探测器中的表面本底。这类探测器通常在内表面涂覆四苯基丁二烯（TPB）作为波长移位剂，将真空紫外（VUV）LAr 闪烁光转换为可见光谱。我们发现 TPB 闪烁含有一个此前未报道的、寿命极长（ms）的分量。我们揭示该分量在 alpha、beta 与 VUV 激发下的幅度差异显著，从而可利用脉冲形状甄别将表面本底抑制超过 倍，且暗物质灵敏度损失可忽略。我们还讨论了该技术如何扩展至 LAr 实验之外。
引用
@article{arxiv.1804.06895,
title = {Surface background suppression in liquid argon dark matter detectors using a newly discovered time component of tetraphenyl-butadiene scintillation},
author = {Chris Stanford and Shawn Westerdale and Jingke Xu and Frank Calaprice},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.06895},
year = {2019}
}