工作总结报告 - 中国科学院理论物理研究所

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1、1高能所暗物质探测预研—VeryPreliminary杨长根DAMAdama2第一个暗物质直接探测器（晶体）DAMA3ExperimentTargetTypeStatusSiteNationANAISNaIannualmodulationconstructionCanfrancSpainDAMA/NaINaIannualmodulationconcludedLNGSINFN-ITALYDAMA/LIBRANaIannualmodulationrunningLNGSINFN-ITALYDAMA/1tonNaIannualmodula

2、tionR&DLNGSINFN-ITALYNAIADNaIPSDconcludedBoulbyUKHDMSGeionizationconcludedLNGSINFN-ITALYKIMSCsIPSDR&DY2LKoreaCaf2-KamiokaCaF2PSDrunningKamiokaJapanDAMA/LxeLXePSDrunningLNGSINFN-ITALYWARPLAr2phaserunningLNGSINFN-ITALYXENON10LXe2phaserunningLNGSINFN-ITALYZeplinIILXe2pha

3、serunningBoulbyUKZeplinIIILXe2phaseinstallationBoulbyUKArDMLAr2phaseR&DCanfrancSpainLUXLXe2phaseR&DDuselUSACLEANLNePSDR&DUSADEAPLArPSDR&DSNOLAB(CANADA)USAXMASSLXePSDconstructionKamiokaJapanCDMSGebolometerrunningSoudanUSACRESSTCaWO4bolometerrunningLNGSINFN-ITALY-ItalyE

4、DELWEISSGebolometerrunningFrejusFranceROSEBUDGe,sap,tungbolometerR&DCanfrancSpainCOUPPFSHdropletR&DFermilabUSAPICASSOFSHdropletrunning+R&DSNOLABCANADASIMPLEFSHdropletrunning+R&DBasBruitFranceDriftCS2gasTPCR&DBoulbyUKMIMAC3HegasTPCR&D已进行和正在进行的地下暗物质实验5平衡点：实验的本底够低(锦屏）；有自

5、己特点；阈能和探测器质量的兼顾：高纯锗~几公斤<液氙~100公斤(有效质量）<晶体~250公斤做一个快一些，价格低（快），技术相对成熟的实验6晶体PMTsVeto液体一个有创新性的方案（概念性设计）7合适的光学耦合剂可以被找到PropertiesLArLXeNaI(TI)CsI(Tl)BGODensity1.43.13.674.517.1Z(effective)1854515874τ(ns)10/15003/272301000300Photo/MeV4×1042.5-7.8×1044.3×1046.5×1042.8×104Rind

6、ex(5893Å)1.851.782.15λ(nm)125178415565480CsI(Na)的性能介绍•密度4.51g/cm3•辐射长度1.85cm•峰值波长420nm•衰减时间630ns•折射率1.7876•光子数39000/MeV二碘甲烷分子量267.87，密度：3.3254g/m3，折射率：1.7425，沸点：180度，熔点：5～6℃，稳定性：稳定MYCRO公司进口折射率匹配液8SingleScintillator(CsI(Na)):30cm*10cm*10cmTotal:9Gap:0.2mmPMT:cylinderSe

7、nsitivityradius:4.5cmTotal:9*6=54Coverage:63.4%Gap:0.1mmFillallofthegapswiththeCH2I2.CH2I2index:1.74;attenuationlength:1m;Wavelengthrange:200nm~800nm.模拟计算9改变glass折射率，PMT后面的真空，光阴极的折射率等各种条件，到达光阴极区域的光子数及随折射率变化的曲线形状几乎一致。折射率很大时下降得不多。加入光阴极量子效率，并且在玻璃折射率较低（1.458)时，曲线后半部分才出现较大

8、降低。PMT的光阴极角度响应使得当匹配液折射率较大时，收集到的光子数降低。PMTglassn(1.78)PMTglassn(1.458)液体折射率（RefractiveIndex)10折射率（RefractiveIndex<1.4)光密1.78全反