Sensitivity projections for a dual-phase argon TPC optimized for light dark matter searches through the ionization channel

Sensitivity projections for a dual-phase argon TPC optimized for light dark matter searches through the ionization channel
复制标题

DOI:
10.1103/physrevd.107.112006
复制
发表时间:
2022-09
期刊:
影响因子:
5
通讯作者:
P. Agnes;I. Ahmad;S. Albergo;I. Albuquerque;T. Alexander;A. Alton;P. Amaudruz;M. A. Corona;D. Auty;M. Ave;I. C. Avetisov;R. Avetisov;O. Azzolini;H. Back;Z. Balmforth;V. Barbarian;A. B. Olmedo;P. Barrillon;A. Basco;G. Batignani;E. Berzin;A. Bondar;W. Bonivento;E. Borisova;B. Bottino;M. Boulay;G. Buccino;S. Bussino;J. Busto;A. Buzulutskov;M. Cadeddu;M. Cadoni;A. Caminata;N. Canci;A. Capra;S. Caprioli;M. Caravati;M. C'ardenas-Montes;N. Cargioli;M. Carlini;P. Castello;V. Cataudella;P. Cavalcante;S. Cavuoti;S. Cebrián;J. M. C. Ruiz;S. Chashin;A. Chepurnov;E. Chyhyrynets;C. Cicalò;L. Cifarelli;D. Cintas;V. Cocco;E. C. Vilda;L. Consiglio;S. Copello;G. Covone;S. Cross;P. Czudak;M. D’Aniello;S. D'Auria;M. Rolo;O. Dadoun;M. Daniel;S. Davini;A. Candia;S. Cecco;A. Falco;G. Filippis;D. Gruttola;S. Pasquale;G. Rosa;G. Dellacasa;A. Derbin;A. Devoto;F. Capua;L. Noto;P. D. Stefano;C. Dionisi;G. Dolganov;F. Dordei;L. Doria;T. Erjavec;M. F. Díaz;G. Fiorillo;A. Franceschi;P. Franchini;D. Franco;E. Frolov;N. Funicello;F. Gabriele;D. Gahan;C. Galbiati;G. Gallina;G. Gallus;M. Garbini;P. G. Abia;A. Gendotti;C. Ghiano;R. A. Giampaolo;C. Giganti;M. Giorgi;G. Giovanetti;V. Casanueva;A. Gola;D. Gorman;R. Diaz;G. Grauso;G. G. Cortona-G.;A. Grobov;M. Gromov;M. Guan;M. Guerzoni;M. Gulino;C. Guo;B. Hackett;J. Hall;A. Hallin;A. Hamer;H. Helton;M. Harańczyk;T. Hessel;S. Hill;S. Horikawa;F. Hubaut;T. Hugues;E. Hungerford;A. Ianni;V. Ippolito;C. Jillings;P. Kachru;A. Kemp;C. Kendziora;G. Keppel;A. Khomyakov;M. Kimura;I. Kochanek;K. Kondo;G. Korga;S. Koulosousas;A. Kubankin;M. Kuss;M. Ku'zniak;M. Commara;M. Lai;E. Guirriec;E. Leason;X. Li;L. Lidey;J. Lipp;M. Lissia;G. Longo;L. Luzzi;O. Macfadyen;I. Machulin;I. Manthos;L. Mapelli;A. Margotti;S. Mari;C. Mariani;J. Maricic;A. Marini;M. Mart'inez;C. Martoff;A. Masoni;K. Mavrokoridis;A. Mazzi;A. McDonald;A. Messina;R. Milincic;A. Moggi;A. Moharana;J. Monroe;M. Morrocchi;E. Mozhevitina;T. Mr'oz;V. Muratova;C. Muscas;P. Musico;R. Nania;T. Napolitano;M. Nessi;G. Nieradka;K. Nikolopoulos;I. Nikulin;J. Nowak;K. Olchansky;A. Oleinik;V. Oleynikov;P. Organtini;A. O. D. Sol'orzano;L. Pagani;M. Pallavicini;L. Pandola;E. Pantic;E. Paoloni;G. Paternoster;P. Pegoraro;K. Pelczar;C. Pellegrino;F. Perotti;V. Pesudo;S. Piacentini;F. Pietropaolo;N. Pino;C. Pira;A. Pocar;D. Poehlmann;S. Pordes;P. Pralavorio;D. Price;F. Raffaelli;F. Ragusa;Y. Ramachers;A. Ramírez;M. Razeti;A. Razeto;A. Renshaw;M. Rescigno;F. Resnati;F. Retière;L. Rignanese;C. Ripoli;A. Rivetti;A. Roberts;C. Roberts;J. Rode;G. Rogers;L. Romero;M. Rossi;A. Rubbia;S. Sadashivajois;T. Saffold;O. Samoylov;E. Sandford;S. Sanfilippo;D. Santone;R. Santorelli;C. Savarese;E. Scapparone;G. Scioli;D. Semenov;A. Shchagin;A. Sheshukov;M. Simeone;P. Skensved;M. Skorokhvatov;O. Smirnov;T. Smirnova;B. Smith;A. Sokolov;M. Spangenberg;R. Stefanizzi;A. Steri;S. Stracka;V. Strickland;M. Stringer;S. Sulis;A. Sung;Y. Suvorov;A. Szelc;C. Turkoug;R. Tartaglia;A. Taylor;J. Taylor;S. Tedesco;G. Testera;K. Thieme;T. Thorpe;A. Tonazzo;S. Torres-Lara;A. Tricomi;E. Unzhakov;T. V. John;M. Uffelen;T. Viant;S. Viel;A. Vishneva;R. Vogelaar;J. Vossebeld;M. Wada;M. Walczak;Y. Wang;S. Westerdale;R. Wheadon;L. Williams;I. Wingerter-Seez;R. Wojaczy'nski;M. Wójcik;M. Wójcik;T. Wright;Y. Xie;C. Yang;A. Zabihi;P. Zakhary;A. Zani;A. Zichichi;G. Zuzel;M. Zykova
P. Agnes;I. Ahmad;S. Albergo;I. Albuquerque;T. Alexander;A. Alton;P. Amaudruz;M. A. Corona;D. Auty;M. Ave;I. C. Avetisov;R. Avetisov;O. Azzolini;H. Back;Z. Balmforth;V. Barbarian;A. B. Olmedo;P. Barrillon;A. Basco;G. Batignani;E. Berzin;A. Bondar;W. Bonivento;E. Borisova;B. Bottino;M. Boulay;G. Buccino;S. Bussino;J. Busto;A. Buzulutskov;M. Cadeddu;M. Cadoni;A. Caminata;N. Canci;A. Capra;S. Caprioli;M. Caravati;M. C'ardenas-Montes;N. Cargioli;M. Carlini;P. Castello;V. Cataudella;P. Cavalcante;S. Cavuoti;S. Cebrián;J. M. C. Ruiz;S. Chashin;A. Chepurnov;E. Chyhyrynets;C. Cicalò;L. Cifarelli;D. Cintas;V. Cocco;E. C. Vilda;L. Consiglio;S. Copello;G. Covone;S. Cross;P. Czudak;M. D’Aniello;S. D'Auria;M. Rolo;O. Dadoun;M. Daniel;S. Davini;A. Candia;S. Cecco;A. Falco;G. Filippis;D. Gruttola;S. Pasquale;G. Rosa;G. Dellacasa;A. Derbin;A. Devoto;F. Capua;L. Noto;P. D. Stefano;C. Dionisi;G. Dolganov;F. Dordei;L. Doria;T. Erjavec;M. F. Díaz;G. Fiorillo;A. Franceschi;P. Franchini;D. Franco;E. Frolov;N. Funicello;F. Gabriele;D. Gahan;C. Galbiati;G. Gallina;G. Gallus;M. Garbini;P. G. Abia;A. Gendotti;C. Ghiano;R. A. Giampaolo;C. Giganti;M. Giorgi;G. Giovanetti;V. Casanueva;A. Gola;D. Gorman;R. Diaz;G. Grauso;G. G. Cortona-G.;A. Grobov;M. Gromov;M. Guan;M. Guerzoni;M. Gulino;C. Guo;B. Hackett;J. Hall;A. Hallin;A. Hamer;H. Helton;M. Harańczyk;T. Hessel;S. Hill;S. Horikawa;F. Hubaut;T. Hugues;E. Hungerford;A. Ianni;V. Ippolito;C. Jillings;P. Kachru;A. Kemp;C. Kendziora;G. Keppel;A. Khomyakov;M. Kimura;I. Kochanek;K. Kondo;G. Korga;S. Koulosousas;A. Kubankin;M. Kuss;M. Ku'zniak;M. Commara;M. Lai;E. Guirriec;E. Leason;X. Li;L. Lidey;J. Lipp;M. Lissia;G. Longo;L. Luzzi;O. Macfadyen;I. Machulin;I. Manthos;L. Mapelli;A. Margotti;S. Mari;C. Mariani;J. Maricic;A. Marini;M. Mart'inez;C. Martoff;A. Masoni;K. Mavrokoridis;A. Mazzi;A. McDonald;A. Messina;R. Milincic;A. Moggi;A. Moharana;J. Monroe;M. Morrocchi;E. Mozhevitina;T. Mr'oz;V. Muratova;C. Muscas;P. Musico;R. Nania;T. Napolitano;M. Nessi;G. Nieradka;K. Nikolopoulos;I. Nikulin;J. Nowak;K. Olchansky;A. Oleinik;V. Oleynikov;P. Organtini;A. O. D. Sol'orzano;L. Pagani;M. Pallavicini;L. Pandola;E. Pantic;E. Paoloni;G. Paternoster;P. Pegoraro;K. Pelczar;C. Pellegrino;F. Perotti;V. Pesudo;S. Piacentini;F. Pietropaolo;N. Pino;C. Pira;A. Pocar;D. Poehlmann;S. Pordes;P. Pralavorio;D. Price;F. Raffaelli;F. Ragusa;Y. Ramachers;A. Ramírez;M. Razeti;A. Razeto;A. Renshaw;M. Rescigno;F. Resnati;F. Retière;L. Rignanese;C. Ripoli;A. Rivetti;A. Roberts;C. Roberts;J. Rode;G. Rogers;L. Romero;M. Rossi;A. Rubbia;S. Sadashivajois;T. Saffold;O. Samoylov;E. Sandford;S. Sanfilippo;D. Santone;R. Santorelli;C. Savarese;E. Scapparone;G. Scioli;D. Semenov;A. Shchagin;A. Sheshukov;M. Simeone;P. Skensved;M. Skorokhvatov;O. Smirnov;T. Smirnova;B. Smith;A. Sokolov;M. Spangenberg;R. Stefanizzi;A. Steri;S. Stracka;V. Strickland;M. Stringer;S. Sulis;A. Sung;Y. Suvorov;A. Szelc;C. Turkoug;R. Tartaglia;A. Taylor;J. Taylor;S. Tedesco;G. Testera;K. Thieme;T. Thorpe;A. Tonazzo;S. Torres-Lara;A. Tricomi;E. Unzhakov;T. V. John;M. Uffelen;T. Viant;S. Viel;A. Vishneva;R. Vogelaar;J. Vossebeld;M. Wada;M. Walczak;Y. Wang;S. Westerdale;R. Wheadon;L. Williams;I. Wingerter-Seez;R. Wojaczy'nski;M. Wójcik;M. Wójcik;T. Wright;Y. Xie;C. Yang;A. Zabihi;P. Zakhary;A. Zani;A. Zichichi;G. Zuzel;M. Zykova
中科院分区:
物理与天体物理2区
文献类型:
--
作者:
P. Agnes;I. Ahmad;S. Albergo;I. Albuquerque;T. Alexander;A. Alton;P. Amaudruz;M. A. Corona;D. Auty;M. Ave;I. C. Avetisov;R. Avetisov;O. Azzolini;H. Back;Z. Balmforth;V. Barbarian;A. B. Olmedo;P. Barrillon;A. Basco;G. Batignani;E. Berzin;A. Bondar;W. Bonivento;E. Borisova;B. Bottino;M. Boulay;G. Buccino;S. Bussino;J. Busto;A. Buzulutskov;M. Cadeddu;M. Cadoni;A. Caminata;N. Canci;A. Capra;S. Caprioli;M. Caravati;M. C'ardenas-Montes;N. Cargioli;M. Carlini;P. Castello;V. Cataudella;P. Cavalcante;S. Cavuoti;S. Cebrián;J. M. C. Ruiz;S. Chashin;A. Chepurnov;E. Chyhyrynets;C. Cicalò;L. Cifarelli;D. Cintas;V. Cocco;E. C. Vilda;L. Consiglio;S. Copello;G. Covone;S. Cross;P. Czudak;M. D’Aniello;S. D'Auria;M. Rolo;O. Dadoun;M. Daniel;S. Davini;A. Candia;S. Cecco;A. Falco;G. Filippis;D. Gruttola;S. Pasquale;G. Rosa;G. Dellacasa;A. Derbin;A. Devoto;F. Capua;L. Noto;P. D. Stefano;C. Dionisi;G. Dolganov;F. Dordei;L. Doria;T. Erjavec;M. F. Díaz;G. Fiorillo;A. Franceschi;P. Franchini;D. Franco;E. Frolov;N. Funicello;F. Gabriele;D. Gahan;C. Galbiati;G. Gallina;G. Gallus;M. Garbini;P. G. Abia;A. Gendotti;C. Ghiano;R. A. Giampaolo;C. Giganti;M. Giorgi;G. Giovanetti;V. Casanueva;A. Gola;D. Gorman;R. Diaz;G. Grauso;G. G. Cortona-G.;A. Grobov;M. Gromov;M. Guan;M. Guerzoni;M. Gulino;C. Guo;B. Hackett;J. Hall;A. Hallin;A. Hamer;H. Helton;M. Harańczyk;T. Hessel;S. Hill;S. Horikawa;F. Hubaut;T. Hugues;E. Hungerford;A. Ianni;V. Ippolito;C. Jillings;P. Kachru;A. Kemp;C. Kendziora;G. Keppel;A. Khomyakov;M. Kimura;I. Kochanek;K. Kondo;G. Korga;S. Koulosousas;A. Kubankin;M. Kuss;M. Ku'zniak;M. Commara;M. Lai;E. Guirriec;E. Leason;X. Li;L. Lidey;J. Lipp;M. Lissia;G. Longo;L. Luzzi;O. Macfadyen;I. Machulin;I. Manthos;L. Mapelli;A. Margotti;S. Mari;C. Mariani;J. Maricic;A. Marini;M. Mart'inez;C. Martoff;A. Masoni;K. Mavrokoridis;A. Mazzi;A. McDonald;A. Messina;R. Milincic;A. Moggi;A. Moharana;J. Monroe;M. Morrocchi;E. Mozhevitina;T. Mr'oz;V. Muratova;C. Muscas;P. Musico;R. Nania;T. Napolitano;M. Nessi;G. Nieradka;K. Nikolopoulos;I. Nikulin;J. Nowak;K. Olchansky;A. Oleinik;V. Oleynikov;P. Organtini;A. O. D. Sol'orzano;L. Pagani;M. Pallavicini;L. Pandola;E. Pantic;E. Paoloni;G. Paternoster;P. Pegoraro;K. Pelczar;C. Pellegrino;F. Perotti;V. Pesudo;S. Piacentini;F. Pietropaolo;N. Pino;C. Pira;A. Pocar;D. Poehlmann;S. Pordes;P. Pralavorio;D. Price;F. Raffaelli;F. Ragusa;Y. Ramachers;A. Ramírez;M. Razeti;A. Razeto;A. Renshaw;M. Rescigno;F. Resnati;F. Retière;L. Rignanese;C. Ripoli;A. Rivetti;A. Roberts;C. Roberts;J. Rode;G. Rogers;L. Romero;M. Rossi;A. Rubbia;S. Sadashivajois;T. Saffold;O. Samoylov;E. Sandford;S. Sanfilippo;D. Santone;R. Santorelli;C. Savarese;E. Scapparone;G. Scioli;D. Semenov;A. Shchagin;A. Sheshukov;M. Simeone;P. Skensved;M. Skorokhvatov;O. Smirnov;T. Smirnova;B. Smith;A. Sokolov;M. Spangenberg;R. Stefanizzi;A. Steri;S. Stracka;V. Strickland;M. Stringer;S. Sulis;A. Sung;Y. Suvorov;A. Szelc;C. Turkoug;R. Tartaglia;A. Taylor;J. Taylor;S. Tedesco;G. Testera;K. Thieme;T. Thorpe;A. Tonazzo;S. Torres-Lara;A. Tricomi;E. Unzhakov;T. V. John;M. Uffelen;T. Viant;S. Viel;A. Vishneva;R. Vogelaar;J. Vossebeld;M. Wada;M. Walczak;Y. Wang;S. Westerdale;R. Wheadon;L. Williams;I. Wingerter-Seez;R. Wojaczy'nski;M. Wójcik;M. Wójcik;T. Wright;Y. Xie;C. Yang;A. Zabihi;P. Zakhary;A. Zani;A. Zichichi;G. Zuzel;M. Zykova

文献摘要

相似文献

轻于10 GeV/c^2 $的暗物质包含了一系列有希望的候选者。一个新的探测器,暗边低质量的概念设计,提出了基于暗边-50探测器和暗边-20k的进展,优化低阈值电子计数测量。光暗物质的敏感性探讨了各种潜在的能量阈值和背景率。这些研究表明,DarkSide-LowMass可以实现对轻暗物质的灵敏度,直到太阳中微子层的GeV级质量,并且考虑到Migdal效应或与电子的相互作用,灵敏度可以达到10 MeV/c^2 $。优化检测器的灵敏度的要求进行了探讨,是潜在的灵敏度增益建模和减轻杂散电子背景,可能占主导地位的信号在最低的能量。
Dark matter lighter than 10 GeV/c$^2$ encompasses a promising range of candidates. A conceptual design for a new detector, DarkSide-LowMass, is presented, based on the DarkSide-50 detector and progress toward DarkSide-20k, optimized for a low-threshold electron-counting measurement. Sensitivity to light dark matter is explored for various potential energy thresholds and background rates. These studies show that DarkSide-LowMass can achieve sensitivity to light dark matter down to the solar neutrino floor for GeV-scale masses and significant sensitivity down to 10 MeV/c$^2$ considering the Migdal effect or interactions with electrons. Requirements for optimizing the detector's sensitivity are explored, as are potential sensitivity gains from modeling and mitigating spurious electron backgrounds that may dominate the signal at the lowest energies.