液体氙比例闪烁计数器的低能电子反冲和单电子探测
摘要：液态氙（LXe）是一个被广泛研究的探测介质，用于寻找暗物质和中微子物理中的稀有事件。双相氙时间投影室（TPCs）可以探测到电子和核反冲，其能量下限可以达到千电子伏（keV）。在本文中，我们对单相液态氙比例闪烁计数器（LXePSC）的响应进行了表征，该计数器在液态中直接产生电致发光，用于探测低能的电子反冲。我们设计的结构使用了一个直径10-25微米的薄中心阳极线，置于一个圆柱形的LXe靶中，辐射粒子引起的电离电子径向漂移向阳极，同时产生电致发光。LXe靶周围的光电倍增管（PMTs）同时探测到主要闪烁光（S1）和电致发光（S2）。使用10微米直径的阳极线，每个电子产生17个光子，可高效地探测到来自氚源贝塔衰变的电子反冲，能量下限约为1 keV。在1.8光电子（PE）增益下观察到了来自阴极线光致发射的单电子。在S2信号之后的延迟信号主要由单光子样击中组成，没有观察到双相氙TPC中观察到的电子信号。我们讨论了这种LXePSC在通过相干弹性中微子核散射（CE$ \nu $NS）进行反应堆中微子探测的潜在应用。
作者：Jianyang Qi, Noah Hood, Abigail Kopec, Yue Ma, Haiwen Xu, Min Zhong, Kaixuan Ni
论文ID：2301.12296
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2023-07-26