利用液闪探测器模型对新型MCP-PMT和高精度探测器标定及重建的研究

Neutrino physics and study is the important frontiers of particle physics, which is breaking through the grant unified theory (GUT) with experimental results and is the valuable direction for new physics, and will contribute a lot to the understanding of the universe, astrophysics study. With the ongoing experiments of Dayabay and JUNO, China is playing a great leader and going ahead in the world on neutrino experimental study now. Neutrino study also is a good direction for Chinese project and grant scientific plan for human knowledge contribution..Larger target mass and lower background level is the first requirement of further neutrino detection study, which demands better design and construction of detectors, where need to develop and use new technology and equipment to realize the future project..With this study, the new design and produced MCP-PMT by NNVT of China will be installed and analyzed for the 1st time with a liquid scintillator detector prototype, will study and realize the fitting method of PMT response waveform for full measurement range with different algorithms,。The analysis technology of full waveform readout detector is the key of future JUNO data analysis, which is the critical algorithm to improve the measured resolution, reduce uncertainty, enhance the background identification level and realize more physics possibilities, and also will play a key role in the future neutrino or dark matter experimental study. To study and setup the detector calibration/reconstruction algorithm to avoid the non-linearity problem of detector measurement, improve the background rejection level to serve for the future reactor neutrino, solar neutrino, accelerator neutrino projects.

中微子探测研究是粒子物理重要前沿,是突破标准模型发现新物理的重要方向,是粒子物理、天体物理和宇宙学研究的交叉前沿。随着大亚湾中微子实验进行、江门中微子实验开展、锦屏地下中微子实验的提出，中国在中微子研究领域正走在世界前列。中微子研究成为我国基础科学研究创新发展进程中国际化科学计划和大科学工程计划的重要组成部分。.未来中微子探测研究大有效质量、极低本底的需求，对探测器设计建造提出了更高要求，开发和应用新型探测器件、开发和研究新方法，是降低探测器建造成本实现更大有效质量的有效途径，也是低本底探测的共同课题，以提高测量精度、减小误差，开拓新的未知领域。.本项目通过液闪探测器模型开展新国产大面积高效率MCPPMT的应用研究；全波形采样探测器的标定及波形分析方法的研究，开发高精度PMT波形重建算法，研究探测器测量非线性问题，提高本底鉴别水平，为未来中微子实验的液闪方案做预研。

中微子探测研究是粒子物理重要前沿,是突破标准模型发现新物理的重要方向,是粒子 物理、天体物理和宇宙学研究的交叉前沿。随着大亚湾中微子实验、江门中微子实验开展、锦屏地下中微子实验的提出，中国在中微子研究领域正走在世界前列。中微子研究成为我国基础科学研究创新发展进程中国际化科学计划和大科学工程计划的重要组成部分。.未来中微子探测研究大有效质量、极低本底的需求，对探测器设计建造提出了更高要求，开发和应用新型探测器件、开发和研究新方法，是降低探测器建造成本实现更大有效质量的有效途径，也是低本底探测的共同课题，以提高测量精度、减小误差，开拓新的未知领域。.本项目通过液闪探测器模型开展新国产大面积高效率MCPPMT的应用研究；全波形采样探测器的标定及波形分析方法的研究，开发高精度PMT波形重建算法，研究探测器测量非线性问题，提高本底鉴别水平，为未来中微子实验的液闪方案做预研。.本项目按照批准计划执行，基本完成研究目标。已完成包括液体闪烁体模型探测器系统升级，包括新型MCP-PMT安装、电子学更新、数据存储/分析设备升级； 完成进行探测器实验测量，开展PMT波形分析、探测器响应研究，实现相关研究文档、文章发表；初步通过与实验测量数据对比，完善探测器模拟模型、建立探测器重建模型，实现相关研究文档；根据模型探测器研究、更准确预期未来真实探测器的性能及相关分析算法；同时支持开展相关扩展研究与交流，完成相关扩展、应用研究文章发表。.当前，通过项目资助，共已经发表文章10篇（其中会议文章1篇，3篇未明确标注资助），另已接收1篇，及2022年投稿正在审稿中4篇。培养毕业博士研究生2名，辅助培养毕业博士研究生5名，联合培养硕士1名；在读博士2名，硕士1名；资助本科实习生2名；.与此同时，项目资助的探测器测量数据仍需要进一步深入分析、整理，预期获得更多相关成果。感谢项目资助，同时也期待能获得进一步资助支持。