新型切伦科夫闪烁探测器重建算法成功研发并发表于 J. Inst. 期刊

清华工物系 清华工物系 2023-02-04 12:00 发表于北京

2023年2月3日,一篇题为 “Reconstruction Algorithm for a Novel Cherenkov Scintillation Detector” 的文章在 “Journal of Instrumentation, Volume 18” 上成功发表。本文章由中心的骆文泰博士后、王喆副教授、陈少敏教授等人共同完成。 研究团队在文中介绍了一种名为 “Cherenkov Scintillation Detector (CSD)” 的新型探测器,该类探测器将新型靶材料、慢速液体闪烁体 (SlowLS) 的性能和参数应用于中微子探测器的模拟中。 研究团队通过深入了解信号在探测器中传播过程的特性,成功构建了相应的简化函数, 用于分别预测PMT上切伦科夫光和闪烁光的电荷和时间信号, 以实现对带电粒子能量、方向和位置的高效重建。文中展示了慢速液体闪烁体重建的性能, 包括能量、角度和位置分辨率,以及对粒子的鉴别能力。 研究还揭示了方向精确度与闪烁光光产额和发射时间常数之间的依赖关系。

左图中展示了新型切伦科夫闪烁光探测器的重建算法中考虑的闪烁光和切伦科夫光等光电子来源的示意图。 右图展示了在靶材料为高光产额、慢时间的慢速液体闪烁体的情况下,利用该重建算法对电子、γ和质子的鉴别能力。

这项研究成果将成为未来 MeV 尺度中微子 CSD 设计的指导和 SlowLS 开发的指导, 为实现太阳中微子、超新星遗迹中微子、地球中微子等物理目标提供了重要的参考。 研究团队表示,这一突破性工作有望推动中微子物理实验领域的发展,为更深入的科学探索打开了新的可能性。 该研究得到了国家自然科学基金和粒子技术与辐射成像教育部重点实验室的支持。

文章的DOI链接: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-0221/18/02/P02004