PandaX暗物质探测实验中超痕量氪测量系统研究及优化

论文摘要

众所周知,宇宙中除了普通的重子物质外,还存在着大量看不见的暗物质。在宇宙学的标准模型中,暗物质占宇宙总含量的26.8%。所以,暗物质探测是世界上最具有挑战性的基础物理研究课题之一。目前,物理学家关于暗物质的本质有多种热门假说,其中认可度最高的候选者是弱相互作用重粒子（Weakly Interaction Massive Particles,WIMPs）。因此如何直接探测WIMPs,就成了对科学家们的一个重要的挑战。国家为了支持暗物质的探测,在四川锦屏山建立了第一个极深地下室―中国锦屏地下实验室（China Jinping Underground Laboratory,CJPL）。2400米的岩石深度使得实验室具备了最优越的条件,可以有效地屏蔽宇宙线及其次级粒子的本底影响。然而,在暗物质探测的实验中,氙中的杂质氪会扩散到整个探测器中,氪的放射性同位素氪-85的β衰变无法自屏蔽掉,产生的β粒子将对我们的实验造成不可忽略的电子反冲信号,所以氪的存在对于暗物质探测实验来讲是不可忽略的一大难题。本文的主要研究对象是超痕量氪测量系统,它的作用就是测量在氙中氪的含量。文章的开始先介绍暗物质和PandaX（The Particle and Astrophysical Xenon）系列实验。之后在控制气体流速等条件下,对已知浓度气体进行标定,对待测气体进行测量。本文针对氪测量系统进行了详细的设计、实验及模拟研究,以达到氪气测量精度ppt（Kr/Xe=10-1212 mol/mol）的量级。从而为四吨级液氙探测器实验提供高纯氙气,为实验的研究和应用奠定了基础。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 武蒙蒙

导师: 吴亚波

关键词: 暗物质

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 天文学,化学

单位: 辽宁师范大学

分类号: P145.9;O657.63

总页数: 36

文件大小: 4940K

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标签：暗物质论文;