光学、非成像、基于闪烁体的粒子探测器中的时间和空间重建

新一代超低本底基于闪烁体的探测器旨在研究太阳中微子并寻找暗物质和标准模型之外的新物理。这些光学、非成像探测器通常包含一个“有效体积”，从中接受数据，以及一个“主动缓冲区域”，其中放射性污染物水平较高。事件被实时观测。为了区分发生在两个区域的事件，事件位置重建必须被充分理解。本文旨在研究大型探测器中的闪烁事件在时间和空间上的重建。我们提出了一种针对此类探测器的通用的、基于似然的位置重建方法。然后评估了该方法的潜在空间分辨率。结果表明，对于具有大量N个光敏元件探测光子的球形探测器，探测器中心处的预期空间分辨率由delta a ~ (c sigma / n) sqrt(3/N)给出，其中sigma是闪烁体时间响应函数的宽度，n是介质中的折射率。然而，如果探测器中的光散射平均自由程远小于探测器半径R，则分辨率变为(R/2) sqrt(3/N)。最后，引入了一种形式化方法来处理常见情况，即只能测量到达每个光敏元件的第一个光子的到达时间。