| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 1 Introduction | 第32-90页 |
| 1.1 The history of dark matter | 第32-40页 |
| 1.1.1 Galactic rotation curve | 第33-35页 |
| 1.1.2 Gravitational lensing | 第35-36页 |
| 1.1.3 Cosmic microwave background | 第36-39页 |
| 1.1.4 Type Ia Supernovae | 第39-40页 |
| 1.2 Properties of dark matter | 第40-50页 |
| 1.2.1 Baryonic dark matter | 第41页 |
| 1.2.2 An alternative to dark matter | 第41-43页 |
| 1.2.3 Particle dark matter | 第43-50页 |
| 1.3 WIMPs | 第50-54页 |
| 1.3.1 WIMP freezeout | 第51-52页 |
| 1.3.2 Detection of WIMPs | 第52-54页 |
| 1.4 WIMP direct detection experiments | 第54-78页 |
| 1.4.1 Ionization detectors | 第59-60页 |
| 1.4.2 Scintillator detectors | 第60-61页 |
| 1.4.3 Cryogenic bolometers | 第61-63页 |
| 1.4.4 Liquid noble gas | 第63-72页 |
| 1.4.5 Bubble chambers | 第72-74页 |
| 1.4.6 Directional detectors | 第74-76页 |
| 1.4.7 Other detection | 第76页 |
| 1.4.8 Summary of the direct detection | 第76-78页 |
| 1.5 Dual-phase xenon TPC | 第78-90页 |
| 1.5.1 Liquid xenon as the detector target | 第78-83页 |
| 1.5.2 Primary scintillation | 第83-85页 |
| 1.5.3 Ionization signal | 第85-87页 |
| 1.5.4 Time projection chamber | 第87-90页 |
| 2 Panda X dark matter search experiment | 第90-114页 |
| 2.1 CJPL | 第90-92页 |
| 2.2 Panda X assembly | 第92-111页 |
| 2.2.1 Counting station | 第92-93页 |
| 2.2.2 Passive shielding | 第93-95页 |
| 2.2.3 Cryogenic system | 第95-97页 |
| 2.2.4 TPC assembly | 第97-102页 |
| 2.2.5 PMTs | 第102-105页 |
| 2.2.6 Electronics and data acquisition system | 第105-107页 |
| 2.2.7 Slow control and data monitoring | 第107-111页 |
| 2.2.8 Others | 第111页 |
| 2.3 Timeline of Panda X | 第111-114页 |
| 3 Data modeling and processing | 第114-148页 |
| 3.1 Unified Data Model | 第115-120页 |
| 3.1.1 Bamboo-Shoot | 第115-120页 |
| 3.1.2 Panda X Chain | 第120页 |
| 3.2 Waveform calibration | 第120-123页 |
| 3.2.1 Baseline calibration | 第120-123页 |
| 3.2.2 Gain calibration | 第123页 |
| 3.3 Hit finding | 第123-127页 |
| 3.3.1 Hit division | 第125页 |
| 3.3.2 Classification of hits | 第125-126页 |
| 3.3.3 Dark rate | 第126-127页 |
| 3.3.4 Rolling gains | 第127页 |
| 3.4 Clustering | 第127-130页 |
| 3.4.1 Single electron gain determination | 第127-130页 |
| 3.5 Signal building | 第130-139页 |
| 3.5.1 Signal identification | 第130-135页 |
| 3.5.2 Horizontal position reconstruction | 第135-138页 |
| 3.5.3 Vertical position reconstruction | 第138-139页 |
| 3.6 Ana Data – unpolished data for analysis | 第139-141页 |
| 3.6.1 Single scatter criterion | 第140页 |
| 3.6.2 Coincident S1 and S2 | 第140-141页 |
| 3.7 Physical Data – the final data for analysis | 第141-148页 |
| 3.7.1 Electron lifetime | 第143-144页 |
| 3.7.2 Charge correction | 第144-148页 |
| 4 Panda X data | 第148-180页 |
| 4.1 Data sets | 第148-153页 |
| 4.1.1“Golden”runs in Panda X-I | 第149-151页 |
| 4.1.2“Golden”runs in Panda X-II | 第151-153页 |
| 4.2 Quality cuts | 第153-169页 |
| 4.2.1 Event quality | 第154-156页 |
| 4.2.2 Noise filters for coherent noise | 第156-157页 |
| 4.2.3 S1 quality cuts | 第157-163页 |
| 4.2.4 S1 pattern cut | 第163-164页 |
| 4.2.5 S2 top bottom ratio cut | 第164-165页 |
| 4.2.6“Small S2”problem and S2 pulse shape cut | 第165-167页 |
| 4.2.7 Position cuts | 第167-169页 |
| 4.3 Detector response | 第169-180页 |
| 4.3.1 Double photoelectrons induced by single photons | 第169-170页 |
| 4.3.2 Anti-correlation of S1 and S2 | 第170-176页 |
| 4.3.3“Skin veto” | 第176-180页 |
| 5 Calibrations | 第180-196页 |
| 5.1 Electron recoil calibration | 第180-184页 |
| 5.1.1 Electron recoil calibration using60Co in Panda X-I | 第180-181页 |
| 5.1.2 Lack of election recoil statistics in Run 8 | 第181-183页 |
| 5.1.3 Electron recoil calibration using CH3T in Panda X-II | 第183-184页 |
| 5.2 Nuclear recoil calibration | 第184-196页 |
| 5.2.1 Nuclear recoil calibration using252Cf in Panda X-I | 第184-185页 |
| 5.2.2“X-events” | 第185-193页 |
| 5.2.3 Nuclear recoil calibration using Am Be in Panda X-II | 第193-196页 |
| 6 Radioactive background | 第196-204页 |
| 6.1 ~(85)Kr | 第196-197页 |
| 6.2 ~(127)Xe | 第197-200页 |
| 6.3 ~(129m)Xe and~(131m)Xe | 第200页 |
| 6.4 Radon background | 第200页 |
| 6.5 External background and summary | 第200-204页 |
| 7 Accidental background | 第204-238页 |
| 7.1 Accidental background in Panda X-I | 第204-215页 |
| 7.1.1 Search for isolated S1 | 第204-205页 |
| 7.1.2 Search for isolated S2 | 第205-206页 |
| 7.1.3 Accidental number in Panda X-I | 第206页 |
| 7.1.4 Investigations on the origins of accidental events | 第206-215页 |
| 7.2 Accidental background in Panda X-II | 第215-238页 |
| 7.2.1 Accidental background in Panda X-II | 第215-219页 |
| 7.2.2 Boosted decision tree | 第219-221页 |
| 7.2.3 Application of BDT | 第221-232页 |
| 7.2.4 Performance of BDT | 第232-238页 |
| 8 Dark matter data and modeling | 第238-270页 |
| 8.1 NR modeling and efficiency calculations | 第238-258页 |
| 8.1.1 NR modeling and efficiency for Panda X-I | 第238-247页 |
| 8.1.2 NR modeling and efficiency for Panda X-II | 第247-258页 |
| 8.2 Dark matter data | 第258-270页 |
| 8.2.1 Fiducial volume and charge window selection | 第258-260页 |
| 8.2.2 Background predication | 第260-261页 |
| 8.2.3 Final candidates in 80.1 live days of Panda X-I data | 第261-264页 |
| 8.2.4 Final candidates in 98.7 live days of Panda X-II data | 第264-270页 |
| 9 WIMP search results from Panda X and future prospects | 第270-298页 |
| 9.1 Limit calculation for WIMP spin-independent interactions | 第270-293页 |
| 9.1.1 Dark matter event rate | 第270-277页 |
| 9.1.2 Background and signal model | 第277页 |
| 9.1.3 Cut-count approach | 第277-283页 |
| 9.1.4 Profile likelihood fitting | 第283-287页 |
| 9.1.5 Constraint on dark matter cross section for Panda X-I | 第287-290页 |
| 9.1.6 Constraint on dark matter cross section for Panda X-II | 第290-293页 |
| 9.2 Comparison of Panda X, LUX and Xenon100 | 第293-295页 |
| 9.3 Summary and future prospects | 第295-298页 |
| Appendix A Waveforms for dark matter candidates | 第298-308页 |
| A.1 Dark matter candidates in Panda X-I | 第298-303页 |
| A.2 Dark matter candidates in Panda X-II | 第303-308页 |
| Appendix B Position correction in Run | 第308-312页 |
| 致谢 | 第312-314页 |
| Bibliography | 第314-330页 |
