何 明 马 涛常 进张 岩黄永益藏京京伍 健董铁矿

(1中国科学院紫金山天文台南京210008)(2中国科学院暗物质与空间天文重点实验室南京210008)(3中国科学院大学北京100049)

暗物质粒子探测卫星中子探测器的GEANT4模拟∗

何 明1,2,3†马 涛1,2常 进1,2张 岩1,2黄永益1,2藏京京1,2伍 健1,2董铁矿1,2

(1中国科学院紫金山天文台南京210008)
(2中国科学院暗物质与空间天文重点实验室南京210008)
(3中国科学院大学北京100049)

近几十年暗物质研究已逐渐成为天文学研究的重要领域之一,相关理论研究和试验项目日新月异,中国的暗物质粒子探测卫星正是在此背景下提出的.由于暗物质粒子探测卫星的探测对象涉及高能电子,为了减少其他带电粒子(主要是质子)被误认为是电子的事件率,必须采用适当的方法区分质子和电子.实验表明高能质子在BGO(锗酸铋)量能器内发生的强子簇射与电子在BGO量能器内发生的电磁簇射有明显的区别,且强子簇射通常伴随着大量的次级中子产生,通过测量BGO量能器底部出射的次级中子信号和入射粒子在BGO量能器中簇射的形状可以有效区分入射到BGO量能器的粒子是质子还是电子.介绍了暗物质粒子探测卫星中子探测器的构成以及探测原理,利用GEANT4软件,模拟了特征能量的质子和电子在中子探测器中产生的信号,并且总结出了中子探测器在不同电子接收效率情况下的电子、质子区分能力.

宇宙学:暗物质,仪器:探测器,技术:光测量

1 引言

近几十年暗物质研究已逐……