İleri veri toplama sistemi ile nötron ve yüksek saflıkta germanyum detektörlerinin karakterizasyonu ve Kuo-Sheng nötrino laboratuvar ortamındaki nötron arka-alan ölçümü

Standard model ve yeni fizik çalışmalarında nadir olay araştırmaları; nötrino fiziği, zayıf etkileşimli kütleli parçacık (ZEKP) ve nötrinosuz çift beta bozunumu araştırmalarında olduğu gibi, bu tür deneyler arka planın bastırılmasını ve anlaşılmasını güçlü bir şekilde arzularlar. Bu nedenle, Kuo-Sheng Nötrino Laboratuvarı'nda (KSNL) yapılan bu çalışmada, foton ve nötron etkileşimlerine bağlı olarak arka planın iki ana bileşeni tam karakterize edilmiş yüksek saflıkta Germanyum (HPGe) detektörleri ve hibrit bir yapıya (HND) sahip bir nötron detektörü ile araştırılmıştır. HND ve HPGe detektörleri, veri toplama sisteminin kozmik ve ortam arka planlarının etiketlenmesi için ileri düzeyde tasarlandığı aynı özdeş koruma konfigürasyonu altında, ortam ve kozmik olaylara sırasıyla 33.8 ve 347 gün veri boyutu ile maruz bırakıldı. HND üzerinde ölçülen nükleer geri tepme spektrumu, hızlı bir nötron enerji spektrumu içine iteratif açılım metodu ile yapılandırılmış ve Geant4 simülasyonu ile Ge-geri tepme spektrumuna yansıtılmıştır. Böylece, HPGe spektrumunda ölçülen foton arka plan ile nötron etkileşimi nedeniyle arka plan katkısı elde edilmiştir. Ayrıca, nötron akısının tahmininde HPGe detektöründe nötron yakalaması nedeniyle germanyumun bazı X-ışını emisyon çizgileri kullanılmış ve sonuçta ölçülen ve tahmin edilen nötron akısının tutarlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, tahmin metodu yeraltı laboratuvarlarındaki düşük enerjili düşük arkaplan deneylerinde kullanılabilir. Sonuçlar KSNL'deki nötrino ve WIMP çalışmaları hakkında arka plan anlayışı için değerlidir. Özellikle, nötron etkileşimine bağlı ortam radyoaktivitesinin foton aktivitesine kıyasla ihmal edilebilir olduğunu göstermektedir.