利用$\alpha$粒子进行 DRIFT 定向暗物质探测器的径迹重建与性能分析

本文展示了来自 Boulby 矿井 DRIFT-IIa 和 DRIFT-IIb 定向暗物质探测器数据分析的首批结果，其中重建了$\alpha$粒子径迹并用于表征探测器性能，这是优化定向技术的重要一步。基于对天然存在的$\alpha$发射背景的分析，DRIFT-IIa 中的漂移速度为$[59.3 \pm 0.2 (\text{stat}) \pm 7.5 (\text{sys})]$ m/s。通过对 Po-210 源产生的$\alpha$粒子径迹的分析，确定 DRIFT-IIb 中的漂移速度为$[57 \pm 1 (\text{stat}) \pm 3 (\text{sys})]$ m/s。利用三维射程重建和能谱，识别了来自 Rn-222、Po-218、Rn-220 和 Po-216 衰变的$\alpha$粒子。本研究发现，在 40 Torr CS2 中，(22 ± 2)% 的 Po-218 子体（来自 Rn-222 衰变）产生时不带净电荷。对于 Po-216 子体（来自 Rn-220 衰变），不带电 fraction 为$(100^{+0}_{-35})$%。