晶体探测器的核反冲焠灭因子及其沟道效应

本项目属于暗物质与中微子探测器技术实验研究课题。晶体探测器（如NaI（Tl）、CsI（Tl）以及HPGe等）广泛应用于暗物质（WIMP或类WIMP粒子）与中微子的测量，因此探测器对低能核反冲的响应函数对此类实验的最终结果分析是至关重要的。本研究将利用低能中子与HPGe探测器作用，通过散射中子与反冲Ge信号的符合测量来直接测定HPGe探测器的核反冲焠灭因子，力图将核反冲焠灭因子精确地测量到1 keV甚至更低的水平，以满足相关实验物理分析的需求以及检验相关的理论计算。另外，本研究也将尝试在实验上观测晶体探测器核反冲焠灭因子的沟道效应，即核反冲焠灭因子的各向异性分布情况，晶体探测器核反冲焠灭因子的沟道效应是否存在及其大小的分布情况对暗物质及中微子探测的结果分析具有重大意义，近年来受到了国际同行的广泛关注，但至今仍没有相关实验结果发表。

晶体探测器（如NaI（Tl）、CsI（Tl）以及HPGe 等）广泛应用于暗物质（WIMP 或类WIMP 粒子）与中微子的测量，因此探测器对低能核反冲的响应函数对此类实验的最终结果分析是至关重要的。本研究利用低能中子与HPGe 探测器作用，通过散射中子与反冲Ge 信号的符合测量来直接测定HPGe 探测器的核反冲焠灭因子，将核反冲焠灭因子精确地测量到约1 keV 的水平，这对相关实验的物理分析以及检验相关的理论计算具有重要的意义。另外，本研究也尝试在实验上观测CsI晶体探测器核反冲焠灭因子的沟道效应，即核反冲焠灭因子的各向异性分布情况，晶体探测器核反冲焠灭因子的沟道效应是否存在及其大小的分布情况对暗物质及中微子探测的结果分析具有重大意义，近年来受到了国际同行的广泛关注，但至今仍没有相关实验结果发表。本研究发现CsI晶体在我们的实验条件下，未能观测到核反冲焠灭因子的沟道效应，需要更加深入的研究。