利用水切伦科夫探测器中的簇射标记散裂本底

宇宙射线缪子，尤其是其次级粒子，会使原子核破裂（“散裂”）并产生快中子和β衰变同位素，这些是低能实验的本底。在 Super-Kamiokande 中，这些β衰变是 6--18 MeV 能区的主要本底，与太阳中微子和超新星背景中微子研究相关。在先前的论文中，我们证明了这些散裂同位素主要产生于簇射中，而非孤立产生。这解释了缪子切伦科夫光分布中的峰值与散裂衰变之间的经验空间关联，Super-Kamiokande 曾利用此关联开发了一种新的散裂截断。然而，Super-Kamiokande 测量到的缪子光分布与簇射物理存在严重不一致。我们展示了如何解决这一差异，以及如何从其切伦科夫光重建缪子及其簇射的精确分布。我们提出了一种基于这些改进分布的新的散裂截断，并量化了其效果。我们的结果可以显著惠及 Super-Kamiokande 的低能研究，并且对于较浅深度的探测器（如拟建的 Hyper-Kamiokande）将尤为重要。