低温探测器中中子捕获过程中碰撞和γ级联时间的研究
摘要：冷冻探测器中中子俘获后的$gamma$射线发射可以在次keV能量范围内产生单能核反冲，直接用于暗物质和相干弹性中微子核散射实验的校准。本文显示了准确预测中子俘获引起的核反冲能谱需要考虑目标核的脱激发$gamma$-级联和物质中相关原子碰撞的时间演化之间的相互作用。我们提出了详细的模拟，将FIFRELIN代码与$gamma$-级联的描述和IRADINA代码与物质中的快速原子运动建模相结合。我们预测了核反冲能谱，并将其提供给社区，用于低强度热中子束照射下Al$\_2$O$\_3$，Si，Ge和CaWO$\_4$晶体的具体情况。我们发现时间效应导致新的校准峰出现在反冲能谱中，并且还影响连续反冲分布的形状。我们讨论了它们如何能够获得丰富的物理研究计划，涵盖了次keV范围内冷冻探测器响应的准确研究，固态物理模拟测试和核模型测试。
作者：CRAB collaboration: G. Soum-Sidikov (1), H. Abele (2), J. Burkhart (3), F. Cappella (4), N. Casali (4), R. Cerulli (5, 6), A. Chalil (1, 7), A. Chebboubi (7), J-P. Crocombette (8), G. del Castello (9, 10), M. del Gallo Roccagiovine (9, 10), A. Doblhammer (2), S. Dorer (2), E. Dumonteil (1), A. Erhart (11), A. Giuliani (12), C. Goupy (1), F. Gunsing (1), E. Jericha (2), M. Kaznacheeva (11), A. Kinast (11), H. Kluck (3), A. Langenk"amper (11), T. Lasserre (1, 11), A. Letourneau (1), D. Lhuillier (1), O. Litaize (7), P. de Marcillac (12), S. Marnieros (12), R. Martin (1), T. Materna (1), E. Mazzucato (1), C. Nones (1), T. Ortmann (11), L. Pattavina (6, 13), D.V. Poda (12), L. Peters (11), J. Rothe (11), N. Schermer (11), J. Schieck (2, 3), S. Sch"onert (11), O. Serot (7), L. Stodolsky (14), R. Strauss (11), L. Thulliez (1), M. Vignati (9, 10), M. Vivier (1), V. Wagner (11) and A. Wex (11) ((1) IRFU, CEA, Universit''e Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, France, (2) TU Wien, Atominstitut, Wien, Austria, (3) Institut f"ur Hochenergiephysik der "Osterreichischen Akademie der Wissenschaften, Wien, Austria, (4) INFN, Sezione di Roma, Roma, Italy, (5) INFN, Sezione di Roma "Tor Vergata", Roma, Italy, (6) Dipartimento di Fisica, Universit`a di Roma "Tor Vergata", Roma, Italy, (7) CEA, DES, IRESNE, DER, Cadarache, Saint-Paul-Lez-Durance, France, (8) Universit''e Paris-Saclay, CEA, DES, SRMP, Gif-sur-Yvette, France, (9) Dipartimento di Fisica, Sapienza Universit`a di Roma, Roma, Italy, (10) Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma, Roma, Italy, (11) Physik-Department, Technische Universit"at M"unchen, Garching, Germany, (12) Universit''e Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, Orsay, France, (13) INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (AQ), Italy, (14) Max-Planck-Insitut f"ur Physik, M"unchen, Germany)
论文ID：2305.10139
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2023-05-18