XAX：用于暗物质、双贝塔衰变和pp太阳中微子的多吨级多靶点探测系统

K. Arisaka; H. Wang; P. F. Smith; D. Cline; A. Teymourian; E. Brown; W. Ooi; D. Aharoni; C. W. Lam; K. Lung; S. Davies; M. Price

doi:10.1016/j.astropartphys.2008.11.007

XAX：用于暗物质、双贝塔衰变和pp太阳中微子的多吨级多靶点探测系统

天体物理学 2009-11-13 v3

作者: K. Arisaka , H. Wang , P. F. Smith , D. Cline , A. Teymourian , E. Brown , W. Ooi , D. Aharoni , C. W. Lam , K. Lung , S. Davies , M. Price

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摘要

本文描述了一种多靶点探测系统XAX，该系统由同心的10吨136Xe和129/131Xe靶，以及几何上相似或更大的液氩靶组成。每个靶均配置为双相闪烁/电离时间投影室(TPC)探测器，并通过一个全4π立体角的超低放射性石英光子增强探测器(QUPID)阵列进行增强，以替代传统光电倍增管来探测闪烁光。研究表明，XAX中的本底水平可以降低到暗物质粒子(WIMP)质量测量所需的水平，对应的WIMP-核子截面为10^-10 pb，单事件灵敏度低于10^-11 pb。使用多种靶元素可以确认相干截面的A^2依赖性，而不同的氙同位素则提供了关于暗物质相互作用自旋依赖性的信息。对于质量大于约100 GeV/c^2的WIMP，氙和氩观测到的事件率将每年以相反的相位进行调制。136Xe的大靶质量和高度本底降低使得能够观测到寿命为10^27-10^28年的无中微子双贝塔衰变，这对应于马约拉纳中微子质量范围0.01-0.1 eV，即从观测到的中微子质量差得出的最可能范围。使用贫化136Xe的129/131Xe靶还将能够以1-2%的精度测量pp太阳中微子能谱。

关键词

暗物质探测双贝塔衰变太阳中微子时间投影室氙靶 WIMP 无中微子双贝塔衰变液氩探测器

引用

@article{arxiv.0808.3968,
  title  = {XAX: a multi-ton, multi-target detection system for dark matter, double beta decay and pp solar neutrinos},
  author = {K. Arisaka and H. Wang and P. F. Smith and D. Cline and A. Teymourian and E. Brown and W. Ooi and D. Aharoni and C. W. Lam and K. Lung and S. Davies and M. Price},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0808.3968},
  year   = {2009}
}

备注

16 pages with 17 figures

XAX：用于暗物质、双贝塔衰变和pp太阳中微子的多吨级多靶点探测系统

摘要

关键词

引用

备注

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