Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Глава 1. Упругое когерентное рассеяние нейтрино на ядре атома 9
1.1 Теоретическое выражение для сечения УКРН . . . . . . . . . . . 11
1.2 Актуальность исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3 Источники нейтрино для исследования УКРН . . . . . . . . . . . 14
1.4 Эксперименты по поиску УКРН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Глава 2. Эксперимент COHERENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.1 Ускоритель SNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2 Программа измерений COHERENT . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2.1 Измерения фона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.2 Детекторы для исследования УКРН . . . . . . . . . . . . . 28
2.2.3 Дополнительные измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Глава 3. Детектор CsI[Na] на SNS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.1 Установка CsI[Na] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2 Световой выход кристалла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2.1 Отклик кристалла на гамма-кванты 59.5 кэВ . . . . . . . . 37
3.2.2 Однофотоэлектронные сигналы ФЭУ . . . . . . . . . . . . 42
3.3 Отклик в области событий с малым энерговыделением . . . . . . 45
Глава 4. Первая регистрация УКРН на SNS . . . . . . . . . . . . . 53
4.1 Проверка временной привязки триггера . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2 Верификация светового выхода и его стабильность . . . . . . . . 54
4.3 Критерии качества при отборе данных . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.4 Подход к анализу данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.5 Оптимизация отборов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.6 Результаты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Глава 5. Измерение квенчинг фактора ядер отдачи в CsI[Na] . . 68
3
5.1 Нейтронные пучки TUNL для измерения КФ . . . . . . . . . . . . 71
5.2 Экспериментальные установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5.3 Калибровка шкалы энергий CsI[Na] . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.4 COHERENT-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.5 COHERENT-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5.6 COHERENT-3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
5.7 COHERENT-4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.8 Аппроксимация зависимости КФ от энергии ядра отдачи . . . . . 89
5.9 Публикация данных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Глава 6. Результаты на основе полной экспозиции CsI[Na] . . . . 94
6.1 Исследование систематических эффектов . . . . . . . . . . . . . . 94
6.1.1 Отбор импульсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
6.1.2 События в первых 100 нс ROI . . . . . . . . . . . . . . . . 96
6.1.3 “Временна´я” эффективность . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
6.1.4 Эффективность отбора по
