Система аналоговых блоков для сбора информации с двухфазного ксенонового детектора. Д.Ю. Акимов 2, Ю.К. Акимов 1, А.А. Богдзель 1, А.Г. Коваленко 2, Д.А. Коваленко 2, В.Н. Лебеденко 2, Д.В. Матвеев 1. 1 Объединенный Институт Ядерных Исследований, Дубна, Россия 2 Институт Теоретической и Экспериментальной Физики, Москва, Россия

Двухфазная жидкоксеноновая экспериментальная камера Анодные сигналы 50 mm ВН (-) LXe 15 mm -источник 241 Am PMT делитель ВПУСК ВЫПУСК ГАЗА 7 ФЭУ ВН ФЭУ ЗЕМЛЯ Верхний электрод (Al отражатель) ; 2 - Нижний электрод (сетка) 3 - Экран; 4 - Фотокатоды WIMP упруго рассеивается на ядре Xe, вызывая ионизацию (Е от 0 до нескольких десятков кэВ) и сцинтилляцию (SC) Электроны первичной ионизации под действием электрического поля дрейфуют к границе жидкой фазы Переходя в газообразную фазу, электроны резко ускоряются под действием мощного электрического поля и возбуждают молекулы Xe Снятие возбуждения приводит к вторичной сцинтилляции - электролюминисценции (EL)

SCEL LXe, одиночный нейтрон 2 μs Типичная осциллограмма сигналов сцинтилляции (SC) и электролюминисценции (EL) ФЭУ Hamamatsu R SC - короткий сигнал (менее 50 нс), состоящий из очень коротких токовых импульсов (время нарастания < 2 нс, амплитуда от 1 мВ на нагрузке 50 Ом) EL - последовательность (в случае малой ионизации от WIMP) или суперпозиция (в случае большого сигнала от гамма квантов или электронов) тех же однофотоэлектронных импульсов, следующая за импульсом SC через время от нескольких нс до мкс, длительностью до нескольких мкс.

LeCroy LT344 oscilloscope Amplifiers Triggering unit QDC FlashADC FIFO CAMACGPIB Система сбора информации с ФЭУ детектора DSO - LeCroy WaveRunner LT344 4-channels,500MHz, 500Ms/s QDC - LeCroy FERA 4300B

Структурная схема системы

Блок-схема модуля триггера

Заключение. Создана система электронных блоков, полностью осуществляющих аналоговую обработку сигналов с фотоумножителей двухфазного ксенонового детектора. Работа данной электроники в составе лабораторной установки позволит отработать окончательный вариант построения электроники для реального детектора WIMP. Авторы выражают благодарность фонду поддержки научных исследований ИНТАС (грант INTAS ). Литература: 1. Б.А. Долгошеин, А.А. Круглов, В.Н. Лебеденко и др., Электронный метод регистрации частиц в двухфазных системах жидкость-газ. Физика Элементарных Частиц и Атомного Ядра, 1973, т. 4, вып. 1, с Akimov D., Burenkov A., Danilov M. et al., Scintillation two-phase xenon detector with gamma and electron-background rejection for dark matter search. In Sources and Detection of Dark Matter in the Universe ed. by D.B. Cline, Elsevier, 1998, p Cline D., Curioni A., Lamarina A. et al., A WIMP detector with two- phase Xenon. Astroparticle Physics, 2000, vol. 12, p Akimov D.Yu., Bewick A., Danilov M. et al., Development of a two-phase xenon discriminating detector for use in dark matter searches at the Boulby underground laboratory. In Sources and detection of dark matter and dark energy in the universe: 4-th Intern. Symp. held at Marina del Rey, CA, February , 2000, edited by D. B. Cline. Springer-Verlag. Berlin-Heidelberg p Акимов Д.Ю. *, Акимов Ю.К, Богдзель А.А. и др. Малошумящий быстрый 8-канальный предусилитель. Приборы и Техника Эксперимента, в печати.