公斤级点电极高纯锗探测器的暗物质直接探测研究
众多强有力的证据显示暗物质是宇宙的重要组成部分,但是迄今为止,其本质仍然未知。物理学家构建了许多模型来描述暗物质,其中弱作用大质量粒子是最流行的候选者之一。
由于暗物质对物质起源和宇宙演化等具有十分重要的意义,因此暗物质已经成为当今基础物理研究的前沿和热点课题之一。直接探测法是研究暗物质最直接和有效的方法之一。
有多个实验已经在10 GeV/c2质量附近发现了疑似暗物质事例,因此这个质量区域已经成为暗物质研究的焦点。本课题利用世界上第一个公斤级的点电极高纯锗探测器设计和研制了暗物质直接探测研究实验系统,旨在对<10 GeV/c2的质量区间进行探测,给出暗物质在“质量-反应截面”参数空间中的灵敏度曲线。
为了降低点电极高纯锗探测器的本底水平,实验在世界最深的中国锦屏地下实验室开展,搭建了有效的被动屏蔽体系统,并且利用低本底的NaI(Tl)反符合探测器作为主动屏蔽体进一步降低本底。针对实验系统的不同噪声来源,发展了基于时间和波形信息的信号甄别方法。
特别地,针对本课题中脉冲反馈电荷灵敏前放的一种特定电子学噪声,发展了一种时间关联性甄别技术 ...