低能核反冲在液氙暗物质探测器中的发光和电离效率
大质量弱相互作用粒子(weakly interacting massive particles WIMPs)是目前暗物质粒子的最具吸引力的候选之一。近二十年来,无数暗物质探测实验被开发用于WIMPs粒子的直接探测。
其中,液氙探测器是所有直接探测试验中最有希望的一种。液氙探测器用来探测暗物质粒子(WIMPs)与探测器中原子发生弹性散射作用所引起的核反冲,从而达到对暗物质粒子的直接探测的目的。
当液氙探测器中的某个氙原子与暗物质粒子发生弹性散射,该原子会获得大约几到几十千电子伏特(keV)的动能成为一个反冲原子。反冲原子在探测器介质中运动并减速,在此期间会激发或者电离探测器中其他原子,产生实验中容易探测到的瞬时发光信号(以下简称为发光信号)S1或者电离正比发光信号(以下简称为电离信号)S2。
其中发光信号是由激发电子退激发,或者被电离电子与负离子重新结合并退激发而产生,而电离信号则是由于被电离的电子在外加电场作用下,漂移到气态探测器室中而产生。在液氙探测器中,有两个重要的参数,即相对发光效率(relative scintillation e ...