中国暗物质探测实验液氩反符合探测器闪烁光特性研究

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中国暗物质探测实验液氩反符合探测器闪烁光特性研究
暗物质探测是粒子物理学、天体物理学和宇宙学的重大前沿课题之一，国际上通常采用直接探测法探测暗物质候选粒子WIMP。中国暗物质实验（CDEX）以高纯锗晶体作为主探测器，液氩作为反符合探测器介质，探测WIMP粒子。
辐射与液氩相互作用会产生波长128nm左右的闪烁光，CDEX液氩探测器以此为探测信号。多种因素会影响液氩探测器的特性，进而影响液氩探测器的反符合效率。
CDEX实验需要获得液氩探测器的特性参数，寻找相应改进方法。本论文通过设计并建立液氩/氩气探测特性测试平台，进行了相关实验。
通过光电倍增管的单光电子响应实验，获得297K和77K温度下，9357KB随高压变化的绝对增益值。验证在聚四氟乙烯表面蒸镀TPB的效果，结果表明TPB实现了波长转换的功能，但由于转换效率影响，峰位计数减少。
进行了三种纯度氩气的闪烁光信号对比，纯度分别为99.999%，99.9999%和99.99999%，结果表明氩气的纯度越高，闪烁光产额越大。利用双成分函数和三成分函数对闪烁光信号的平均波形进行拟合，得到在双成分函数情况下：快成分衰减时间11.75-15 ...

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关键词：探测器 暗物质 聚四氟乙烯 探测暗物质 天体物理