Theia：一种先进的光学 neutrino 探测器
仪器与探测器
2021-02-23 v2 高能物理 - 实验
核实验
摘要
液体闪烁体、高效率快速光子探测器以及色散光子分选的新进展，开启了建造能够区分切伦科夫信号与闪烁信号的大尺度探测器的可能性。此类探测器可利用这两种不同信号，通过切伦科夫光观测粒子方向与种类，同时具备闪烁体探测器优异的能量分辨率和低阈值。置于深地下实验室中，并利用计算与重建技术的新方法，此类探测器可实现前所未有的本底抑制水平，从而支持涵盖核物理、高能物理和天体物理主题、动态范围从数百keV到数GeV的丰富物理计划。科学计划将包括低能和高能太阳中微子观测、中微子质量顺序确定与中微子CP破坏相测量、弥漫超新星中微子与超新星爆发中微子观测、对核子衰变的灵敏搜寻，以及最终对无中微子双贝塔衰变（NLDBD）的搜寻，其灵敏度可达中微子质量相空间的正常顺序区域。本文描述Theia，一种以实用且经济的方式整合这些新技术以实现上述科学目标的探测器设计。我们考虑两种情形：一是Theia位于为深地下中微子实验（DUNE）拟挖掘的 cavern 尺寸与形状中，称为Theia 25；另一种是更大的100千吨版本（Theia 100），可实现更广泛且更灵敏的科学计划。
引用
@article{arxiv.1911.03501,
title = {Theia: An advanced optical neutrino detector},
author = {M. Askins and Z. Bagdasarian and N. Barros and E. W. Beier and E. Blucher and R. Bonventre and E. Callaghan and J. Caravaca and M. Diwan and S. T. Dye and J. Eisch and A. Elagin and T. Enqvist and V. Fischer and K. Frankiewicz and C. Grant and D. Guffanti and C. Hagner and A. Hallin and C. M. Jackson and R. Jiang and T. Kaptanoglu and J. R. Klein and Yu. G. Kolomensky and C. Kraus and F. Krennrich and T. Kutter and T. Lachenmaier and B. Land and K. Lande and J. G. Learned and V. Lozza and L. Ludhova and M. Malek and S. Manecki and J. Maneira and J. Maricic and J. Martyn and A. Mastbaum and C. Mauger and J. Napolitano and B. Naranjo and M. Nieslony and L. Oberauer and G. D. Orebi Gann and J. Ouellet and T. Pershing and S. T. Petcov and L. Picard and R. Rosero and M. Sanchez and J. Sawatzki and S. H. Seo and M. Smiley and M. Smy and A. Stahl and H. Steiger and M. R. Stock and H. Sunej and R. Svoboda and E. Tiras and W. Trzaska and M. Tzanov and M. Vagins and C. Vilela and Z. Wang and J. Wang and M. Wetstein and M. J. Wilking and L. Winslow and P. Wittich and B. Wonsak and E. Worcester and M. Wurm and G. Yang and M. Yeh and E. D. Zimmerman and K. Zuber},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.03501},
year = {2021}
}