基于TES的冷式LiMoO探测器的首次演示,用于无中微子双β衰变的搜索

科学领域:

• 粒子物理学 粒子物理学
• 实验物理实验物理学
• 核物理 核物理 核物理

背景情况:

• 无中子双β衰变 ($$) 的搜索对于理解中子特性至关重要.
• 目前的冷测热实验面临着可扩展性和背景噪声的挑战,特别是事件堆积.

研究的目的:

• 为未来的无中子双β衰变实验提供一种新的,可批量生产的冷探测器概念.
• 为了演示一个快速,低阻抗的过渡边缘传感器 (TES) 基于聚酸盐 (Li MoO) 吸收器的读数.
• 评估原型探测器的性能,包括速度,能量分辨率和背景缓解能力.

主要方法:

• 设计和制造了一种原型LiMoO探测器,侧面长2厘米,质量21克.
• 使用基于TES的低阻抗读数来快速获取信号 (升级时间为0.5毫秒).
• 在NEXUS浅层地下设施操作了原型,并将其校准到MeV能量区域.

主要成果:

• 实现了1.95 keV (FWHM) 的基线能量分辨率.
• 探测器速度比目前的基于NTD的探测器快一级以上.
• 额外推算的堆积背景指数为CUPID大小的晶体的ext{count/keV/kg/yr}.
• 测量快速O ((20 ns) 闪时间常数在Li $$ MoO$ .$$$

结论:

• 基于TES的新型探测器概念显示了未来无中子双β衰变实验的巨大潜力.
• 快速读取有效地减轻堆积的背景,增强实验灵敏度.
• 探测器的性能和校准范围适用于高精度的搜索.