中微子是構(gòu)成自然界的最基本的粒子之一。在標(biāo)準(zhǔn)模型所包含的十七種粒子中,有三種基本粒子是中微子,分別是:電子中微子,μ中微子和τ中微子。他們質(zhì)量極小,不帶電,穿透力強(qiáng),很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),極難被探測。PandaX是運(yùn)用二相型液氙時間投影室技術(shù)的暗物質(zhì)直接探測實驗。來自宇宙中的中微子,尤其是太陽中微子,也可以和氙原子通過相干核彈性散射過程、電弱過程乃至可能的中微子磁矩發(fā)生相互作用,進(jìn)而在液氙探測實驗上產(chǎn)生核反沖或者電子反沖信號。因此,PandaX實驗除了可以探測暗物質(zhì)粒子,對宇宙中中微子的測量也有很強(qiáng)的靈敏度。另外,在超新星爆發(fā)的過程中,超新星中微子會先于光子從超新星逸散出來。因此,一旦有超新星爆發(fā)事件發(fā)生,人們通過粒子探測手段會先于光學(xué)探測得到信息。PandaX實驗可以利用其對中微子探測的優(yōu)勢,加入超新星預(yù)警系統(tǒng)（SNEWS）,并負(fù)責(zé)為超新星爆發(fā)提供早期預(yù)警。本篇文章主要研究太陽中微子和超新星中微子在液氙探測器中產(chǎn)生的信號的數(shù)目。具體分為以下步驟:首先確定所研究的中微子在地球當(dāng)中的通量;其次確定中微子在探測器中可能發(fā)生的反應(yīng)類型以及各種反應(yīng)類型的反射截面;最后根據(jù)中微子在地球上的通量... 

【文章來源】：遼寧師范大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TPC工作原理

圖 2.2 閃爍光（S1）信號產(chǎn)生過程Fig.2.2 Scintillation light (S1) signal generation process于離子-電子對中的自由電子，在漂移電場的作用下運(yùn)動到氣液交界面，場 拽 到氣氙中。在氣氙中的高電場的加速下，電子的動能增加，與產(chǎn)生閃爍光信號。這種現(xiàn)象叫作電致發(fā)光，而產(chǎn)生的閃爍光信號 S2 也會收集。 和 S2 信號被 PMT 采集的時間差剛好是電子在液氙中漂移的時間，所氙中的漂移速度，可以計算出 S1 信號發(fā)生的縱向位置。而電子的漂移動可以忽略不計，所以 S2 信號的水平方向位置就是 S1 信號發(fā)生的水平C 技術(shù)可以使反沖事件發(fā)生（產(chǎn)生 S1 信號）的三維位置得以精確重建。由反沖反應(yīng)產(chǎn)生的離子-電子對當(dāng)中，有一部分會重新結(jié)合成激發(fā)態(tài)氙反應(yīng)產(chǎn)生的離子-電子對發(fā)生重結(jié)合的概率要高于電子反沖產(chǎn)生的離子-核反沖反應(yīng)事件中，產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)原子較多，進(jìn)入到氣氙的電子較少， S1 信號的比值要小。在數(shù)據(jù)分析中，可以因此而分辨電子反沖事例和而降低電子反沖事例帶來的本底影響。

圖 3.1 中國錦屏地下實驗室地理位置圖Fig.3.1 Geographic location map of CJPLT 硬件設(shè)施驗室可以阻擋絕大多數(shù)來自外部的宇宙射線本底，然自巖石、混凝土中的放射性物質(zhì)的伽馬和中子本底依由低放射性材料制成的屏蔽系統(tǒng)使探測器與外界隔限，PandaX-I 和 PandaX-II 的屏蔽系統(tǒng)[16]是由多層的結(jié)構(gòu)如圖 3.2（a）所示，從外到內(nèi)的材料依次為，最終可以達(dá)到平均每年低于 1 個中子進(jìn)入到探測器室的 PandaX-4T 則是準(zhǔn)備使用水屏蔽系統(tǒng)，如圖 3.2（，直徑為 10 米的圓柱形不銹鋼罐，罐體充滿超純水低本底不銹鋼外罐，整個外罐被超純水包圍，使伽馬

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3003805