Una revisión de las técnicas básicas de reconstrucción de energía en detectores de xenón y argón líquidos para la física de materia oscura y neutrinos utilizando NEST
Autores: Szydagis, Matthew; Block, Grant A.; Farquhar, Collin; Flesher, Alexander J.; Kozlova, Ekaterina S.; Levy, Cecilia; Mangus, Emily A.; Mooney, Michael; Mueller, Justin; Rischbieter, Gregory R. C.; Schwartz, Andrew K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Una revisión de las técnicas básicas de reconstrucción de energía en detectores de xenón y argón líquidos para la física de materia oscura y neutrinos utilizando NEST
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Detectores
Elementos nobles
Detección directa
Materia oscura
Física de neutrinos
Experimentadores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los detectores basados en elementos nobles, especialmente el xenón líquido así como el argón líquido, tanto en tipos de fase simple como dual, requieren la reconstrucción de las energías de las partículas interactivas, tanto en el campo de la detección directa de materia oscura (partículas masivas débilmente interactivas WIMPs, axiones, etc.) como en la física de neutrinos. Los experimentadores, así como los teóricos que reanalizan/reinterpretan datos experimentales, han utilizado algunas técnicas diferentes en las últimas décadas. En este artículo, revisamos técnicas basadas únicamente en el canal de scintilación primaria, el canal de ionización o secundario disponible en campos eléctricos de deriva no nulos, y técnicas combinadas que incluyen una simple combinación lineal y promedios ponderados, con una breve discusión sobre la aplicación de la verosimilitud de perfil, la máxima verosimilitud y el aprendizaje automático. Al comparar los resultados de los retrocesos electrónicos (interacciones beta y gamma) y los retrocesos nucleares (principalmente de neutrones) de la simulación de la Técnica de Simulación de Elementos Nobles (NEST) con los datos disponibles, confirmamos que combinar toda la información disponible genera medias de mayor precisión, anchos más bajos (resolución de energía) y formas más simétricas (aproximadamente gaussianas), especialmente a energías a escala de keV, siendo la simetría aún mayor cuando se aborda el umbral. Cerca de los umbrales, el sesgo de las fluctuaciones ascendentes es importante. Para escalas de MeV-GeV, si solo se utiliza un canal, una escala de energía basada únicamente en ionización supera a la scintilación; la combinación de canales sigue siendo beneficiosa. Aquí discutimos lo que utilizan las principales colaboraciones.
Descripción
Los detectores basados en elementos nobles, especialmente el xenón líquido así como el argón líquido, tanto en tipos de fase simple como dual, requieren la reconstrucción de las energías de las partículas interactivas, tanto en el campo de la detección directa de materia oscura (partículas masivas débilmente interactivas WIMPs, axiones, etc.) como en la física de neutrinos. Los experimentadores, así como los teóricos que reanalizan/reinterpretan datos experimentales, han utilizado algunas técnicas diferentes en las últimas décadas. En este artículo, revisamos técnicas basadas únicamente en el canal de scintilación primaria, el canal de ionización o secundario disponible en campos eléctricos de deriva no nulos, y técnicas combinadas que incluyen una simple combinación lineal y promedios ponderados, con una breve discusión sobre la aplicación de la verosimilitud de perfil, la máxima verosimilitud y el aprendizaje automático. Al comparar los resultados de los retrocesos electrónicos (interacciones beta y gamma) y los retrocesos nucleares (principalmente de neutrones) de la simulación de la Técnica de Simulación de Elementos Nobles (NEST) con los datos disponibles, confirmamos que combinar toda la información disponible genera medias de mayor precisión, anchos más bajos (resolución de energía) y formas más simétricas (aproximadamente gaussianas), especialmente a energías a escala de keV, siendo la simetría aún mayor cuando se aborda el umbral. Cerca de los umbrales, el sesgo de las fluctuaciones ascendentes es importante. Para escalas de MeV-GeV, si solo se utiliza un canal, una escala de energía basada únicamente en ionización supera a la scintilación; la combinación de canales sigue siendo beneficiosa. Aquí discutimos lo que utilizan las principales colaboraciones.