新型VUV敏感硅光电倍增管在nEXO中的性能
摘要：液态质子时间投影室是搜索无中微子双贝塔衰变（0vββ）的有希望的探测器，由于其响应均匀性、单块敏感体积、可扩展到大目标质量以及适用于极低背景的操作。nEXO合作伙伴已经设计了一个吨级时间投影室，旨在搜索具有预计半衰期敏感度为1.35×10^28年的^136Xe的0vββ。为了达到这种敏感度，nEXO的设计目标是在衰变Q值（2458.07±0.31 keV）下实现≤1\%的能量分辨率。为了实现这种分辨率，需要高效地收集探测器中产生的电离和闪烁。nEXO设计采用硅光倍增管（SiPMs）来探测液态氙的真空紫外175 nm闪烁光。本文报告了专为nEXO设计的最新的Fondazione Bruno Kessler VUVHD3 SiPMs的特性以及对先前已表征的Hamamatsu VUV4多像素光子计数器（MPPCs）的新测试样本的新测量结果。通过在液态氙温度（163 K）下以应用的过电压和波长作为函数测量SiPM和MPPC的各种参数，如暗噪声、增益、直接串扰、相关破裂和光子检测效率。本研究的结果被用来提供有关nEXO设计在衰变Q值处可达到的能量分辨率的最新估计。
作者：G. Gallina, Y. Guan, F. Retiere, G. Cao, A. Bolotnikov, I. Kotov, S. Rescia, A.K. Soma, T. Tsang, L. Darroch, T. Brunner, J. Bolster, J. R. Cohen, T. Pinto Franco, W. C. Gillis, H. Peltz Smalley, S. Thibado, A. Pocar, A. Bhat, A. Jamil, D. C. Moore, G. Adhikari, S. Al Kharusi, E. Angelico, I. J. Arnquist, P. Arsenault, I. Badhrees, J. Bane, V. Belov, E. P. Bernard, T. Bhatta, J. P. Brodsky, E. Brown, E. Caden, L. Cao, C. Chambers, B. Chana, S. A. Charlebois, D. Chernyak, M. Chiu, B. Cleveland, R. Collister, M.Cvitan, J. Dalmasson, T. Daniels, K. Deslandes, R. DeVoe, M. L. di Vacri, Y. Ding, M. J. Dolinski, A. Dragone, J. Echevers, B. Eckert, M. Elbeltagi, L. Fabris, W. Fairbank, J. Farine, Y. S. Fu, D. Gallacher, P. Gautam, G. Giacomini, C. Gingras, D. Goeldi, R. Gornea, G. Gratta, C. A. Hardy, S. Hedges, M. Heffner, E. Hein, J. Holt, E. W. Hoppe, J. H"o{ss}l, A. House, W. Hunt, A. Iverson, X. S. Jiang, A. Karelin, L. J. Kaufman, R. Kr"ucken, A. Kuchenkov, K. S. Kumar, A. Larson, K. G. Leach, B. G. Lenardo, D. S. Leonard, G. Lessard, G. Li, S. Li, Z. Li, C. Licciardi, R. Lindsay, R. MacLellan, M. Mahtab, S. Majidi, C. Malbrunot, P. Margetak, P. Martel-Dion, L. Martin, J. Masbou, N. Massacret, K. McMichael, B. Mong, K. Murray, J. Nattress, C. R. Natzke, X. E. Ngwadla, J. C. Nzobadila Ondze, A. Odian, J. L. Orrell, G. S. Ortega, C. T. Overman, S. Parent, A. Perna, A. Piepke, N. Pletskova, J. F. Pratte, V. Radeka, E. Raguzin, G. J. Ramonnye, T. Rao, H. Rasiwala, K. Raymond, B. M. Rebeiro, G. Richardson, J. Ringuette, V. Riot, T. Rossignol, P. C. Rowson, L. Rudolph, R. Saldanha, S. Sangiorgio, X. Shang, F. Spadoni, V. Stekhanov, X. L. Sun, A. Tidball, T. Totev, S. Triambak, R. H. M. Tsang, O. A. Tyuka, F. Vachon, M. Vidal, S. Viel, G. Visser, M. Wagenpfeil, M. Walent, K. Wamba, Q. Wang, W. Wang, Y. Wang, M. Watts, W. Wei, L. J. Wen, U. Wichoski, S. Wilde, M. Worcester, W. H. Wu, X. Wu, L. Xie, W. Yan, H. Yang, L. Yang, O. Zeldovich, J. Zhao, T. Ziegler
论文ID：2209.07765
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2022-12-28