ZEPLIN-III反符合否决探测器
高能物理 - 实验
2011-03-03 v2 天体物理仪器与方法
摘要
本文描述了用于补充ZEPLIN-III直接暗物质搜寻仪器的反符合否决探测器的设计、优化和建造。一吨塑料闪烁体被排列成52根条，由光电倍增管单独读出，并与掺钆无源聚丙烯屏蔽层耦合。特别关注了放射性含量。总体目标是在不增加ZEPLIN-III额外本底的情况下，以合理的成本实现一个低阈值、高效率的否决探测器。我们对组件进行了广泛的实验测量，包括放射性水平和性能特征。这些数据用于构建完整的端到端蒙特卡罗模拟，然后用于计算新仪器单独运行以及作为ZEPLIN-III反符合探测器时的预期性能。该否决装置将能够拒绝ZEPLIN-III感兴趣能量范围内超过65%的来自中子本底的符合核反冲事件。这将使ZEPLIN-III在WIMP接受区域的本底从每年约0.4个事件减少到约0.14个事件，这在出现非零观测结果时是一个重要因素。此外，除了提供有价值的诊断能力外，该否决探测器还能够标记超过15%的伽马射线，同时不引入显著的额外本底。结合内部ZEPLIN-III光电倍增管阵列的更换，新的否决探测器预计将显著提高ZEPLIN-III仪器对暗物质的灵敏度，使得能够探测低于1E-8 pb的自旋无关WIMP-核子截面。
引用
@article{arxiv.1004.4207,
title = {The ZEPLIN-III Anti-Coincidence Veto Detector},
author = {D. Yu. Akimov and H. M. Araujo and E. J. Barnes and V. A. Belov and A. A. Burenkov and V. Chepel and A. Currie and B. Edwards and V. Francis and C. Ghag and A. Hollingsworth and M. Horn and G. E. Kalmus and A. S. Kobyakin and A. G. Kovalenko and V. N. Lebedenko and A. Lindote and M. I. Lopes and R. Luscher and K. Lyons and P. Majewski and A. StJ. Murphy and F. Neves and S. M. Paling and J. Pinto da Cunha and R. Preece and J. J. Quenby and L. Reichhart and P. R. Scovell and V. N. Solovov and N. J. T. Smith and P. F. Smith and V. N. Stekhanov and T. J. Sumner and R. Taylor and C. Thorne and R. J. Walker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1004.4207},
year = {2011}
}