Why would you put a flashlight in a dark matter detector?

被引：3

作者：

Gibbons, R. ^{[1
,2
]}

Chen, H. ^{[2
]}

Haselschwardt, S. J. ^{[2
]}

Xia, Q. ^{[2
]}

Sorensen, P. ^{[2
]}

机构：

[1] Univ Calif Berkeley, Dept Phys, Berkeley, CA 94720 USA

[2] Lawrence Berkeley Natl Lab, 1 Cyclotron Rd, Berkeley, CA 94720 USA

来源：

JOURNAL OF INSTRUMENTATION | 2024年 / 19卷 / 01期

关键词：

Dark Matter detectors (WIMPs; axions; etc.); Noble liquid detectors (scintillation; ionization; double-phase); Photon detectors for UV; visible and IR photons (solid-state); Scintillators; scintillation and light emission processes (solid; gas and liquid scintillators); INFRARED SCINTILLATION; SILICON; LIGHT;

D O I：

10.1088/1748-0221/19/01/P01013

中图分类号：

TH7 [仪器、仪表];

学科分类号：

0804 ; 080401 ; 081102 ;

摘要：

Silicon photomultipliers (SiPMs) are solid-state, single -photon sensitive, pixelated sensors whose usage for scintillation detection has rapidly increased over the past decade. It is known that the avalanche process within the device, which renders a single photon detectable, can also generate secondary photons which may be detected by a separate device. This effect, known as external crosstalk, could potentially degrade the science goals of future xenon dark matter experiments. In this article, we measure the effect of external crosstalk in a dual -phase, liquid xenon time projection chamber fully instrumented with SiPMs. We then consider the implications for a future xenon dark matter experiment utilizing SiPMs and discuss possible solutions.

引用

页数：13

共 30 条

[1]

Aalbers Agostini F., 2016, J. Cosmol. Astropart. Phys., V11, P017, DOI [10.1088/1475-7516/2016/11/017, DOI 10.1088/1475-7516/2016/11/017]

[2] First Dark Matter Search Results from the LUX-ZEPLIN (LZ) Experiment [J].

Aalbers, J. ;

Akerib, D. S. ;

Akerlof, C. W. ;

Musalhi, A. K. Al ;

Alder, F. ;

Alqahtani, A. ;

Alsum, S. K. ;

Amarasinghe, C. S. ;

Ames, A. ;

Anderson, T. J. ;

Angelides, N. ;

Araujo, H. M. ;

Armstrong, J. E. ;

Arthurs, M. ;

Azadi, S. ;

Bailey, A. J. ;

Baker, A. ;

Balajthy, J. ;

Balashov, S. ;

Bang, J. ;

Bargemann, J. W. ;

Barry, M. J. ;

Barthel, J. ;

Bauer, D. ;

Baxter, A. ;

Beattie, K. ;

Belle, J. ;

Beltrame, P. ;

Bensinger, J. ;

Benson, T. ;

Bernard, E. P. ;

Bhatti, A. ;

Biekert, A. ;

Biesiadzinski, T. P. ;

Birch, H. J. ;

Birrittella, B. ;

Blockinger, G. M. ;

Boast, K. E. ;

Boxer, B. ;

Bramante, R. ;

Brew, C. A. J. ;

Bras, P. ;

Buckley, J. H. ;

V. Bugaev, V. ;

Burdin, S. ;

Busenitz, J. K. ;

Buuck, M. ;

Cabrita, R. ;

Carels, C. ;

Carlsmith, D. L. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2023, 131 (04)

[3] A next-generation liquid xenon observatory for dark matter and neutrino physics [J].

Aalbers, J. ;

AbdusSalam, S. S. ;

Abe, K. ;

Aerne, V ;

Agostini, F. ;

Maouloud, S. Ahmed ;

Akerib, D. S. ;

Akimov, D. Y. ;

Akshat, J. ;

Al Musalhi, A. K. ;

Alder, F. ;

Alsum, S. K. ;

Althueser, L. ;

Amarasinghe, C. S. ;

Amaro, F. D. ;

Ames, A. ;

Anderson, T. J. ;

Andrieu, B. ;

Angelides, N. ;

Angelino, E. ;

Angevaare, J. ;

Antochi, V. C. ;

Martin, D. Anton ;

Antunovic, B. ;

Aprile, E. ;

Araujo, H. M. ;

Armstrong, J. E. ;

Arneodo, F. ;

Arthurs, M. ;

Asadi, P. ;

Baek, S. ;

Bai, X. ;

Bajpai, D. ;

Baker, A. ;

Balajthy, J. ;

Balashov, S. ;

Balzer, M. ;

Bandyopadhyay, A. ;

Bang, J. ;

Barberio, E. ;

Bargemann, J. W. ;

Baudis, L. ;

Bauer, D. ;

Baur, D. ;

Baxter, A. ;

Baxter, A. L. ;

Bazyk, M. ;

Beattie, K. ;

Behrens, J. ;

Bell, N. F. .

JOURNAL OF PHYSICS G-NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS, 2023, 50 (01)

[4] The LUX-ZEPLIN (LZ) experiment [J].

Akerib, D. S. ;

Akerlof, C. W. ;

Akimov, D. Yu ;

Alquahtani, A. ;

Alsum, S. K. ;

Anderson, T. J. ;

Angelides, N. ;

Araujo, H. M. ;

Arbuckle, A. ;

Armstrong, J. E. ;

Arthurs, M. ;

Auyeung, H. ;

Bai, X. ;

Bailey, A. J. ;

Balajthy, J. ;

Balashov, S. ;

Bang, J. ;

Barry, M. J. ;

Barthel, J. ;

Bauer, D. ;

Bauer, P. ;

Baxter, A. ;

Belle, J. ;

Beltrame, P. ;

Bensinger, J. ;

Benson, T. ;

Bernard, E. P. ;

Bernstein, A. ;

Bhatti, A. ;

Biekert, A. ;

Biesiadzinski, T. P. ;

Birrittella, B. ;

Boast, K. E. ;

Bolozdynya, A., I ;

Boulton, E. M. ;

Boxer, B. ;

Bramante, R. ;

Branson, S. ;

Bras, P. ;

Breidenbach, M. ;

Buckley, J. H. ;

Bugaev, V. V. ;

Bunker, R. ;

Burdin, S. ;

Busenitz, J. K. ;

Campbell, J. S. ;

Carels, C. ;

Carlsmith, D. L. ;

Carlson, B. ;

Carmona-Benitez, M. C. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2020, 953

[5] The Large Underground Xenon (LUX) experiment [J].

Akerib, D. S. ;

Bai, X. ;

Bedikian, S. ;

Bernard, E. ;

Bernstein, A. ;

Bolozdynya, A. ;

Bradley, A. ;

Byram, D. ;

Cahn, S. B. ;

Camp, C. ;

Carmona-Benitez, M. C. ;

Carr, D. ;

Chapman, J. J. ;

Chiller, A. ;

Chiller, C. ;

Clark, K. ;

Classen, T. ;

Coffey, T. ;

Curioni, A. ;

Dahl, E. ;

Dazeley, S. ;

de Viveiros, L. ;

Dobi, A. ;

Dragowsky, E. ;

Druszkiewicz, E. ;

Edwards, B. ;

Faham, C. H. ;

Fiorucci, S. ;

Gaitskell, R. J. ;

Gibson, K. R. ;

Gilchriese, M. ;

Hall, C. ;

Hanhardt, M. ;

Holbrook, B. ;

Ihm, M. ;

Jacobsen, R. G. ;

Kastens, L. ;

Kazkaz, K. ;

Knoche, R. ;

Kyre, S. ;

Kwong, J. ;

Lander, R. ;

Larsen, N. A. ;

Lee, C. ;

Leonard, D. S. ;

Lesko, K. T. ;

Lindote, A. ;

Lopes, M. I. ;

Lyashenko, A. ;

Malling, D. C. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2013, 704 :111-126

[6] First Dark Matter Search with Nuclear Recoils from the XENONnT Experiment [J].

Aprile, E. ;

Abe, K. ;

Agostini, F. ;

Maouloud, S. Ahmed ;

Althueser, L. ;

Andrieu, B. ;

Angelino, E. ;

Angevaare, J. R. ;

Antochi, V. C. ;

Martin, D. Anton ;

Arneodo, F. ;

Baudis, L. ;

Baxter, A. L. ;

Bazyk, M. ;

Bellagamba, L. ;

Biondi, R. ;

Bismark, A. ;

Brookes, E. J. ;

Brown, A. ;

Bruenner, S. ;

Bruno, G. ;

Budnik, R. ;

Bui, T. K. ;

Cai, C. ;

Cardoso, J. M. R. ;

Cichon, D. ;

Chavez, A. P. Cimental ;

Colijn, A. P. ;

Conrad, J. ;

Cuenca-Garcia, J. J. ;

Cussonneau, J. P. ;

D'Andrea, V ;

Decowski, M. P. ;

Di Gangi, P. ;

Di Pede, S. ;

Diglio, S. ;

Eitel, K. ;

Elykov, A. ;

Farrell, S. ;

Ferella, A. D. ;

Ferrari, C. ;

Fischer, H. ;

Flierman, M. ;

Fulgione, W. ;

Fuselli, C. ;

Gaemers, P. ;

Gaior, R. ;

Rosso, A. Gallo ;

Galloway, M. ;

Gao, F. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2023, 131 (04)

[7] Design and performance of the XENON10 dark matter experiment [J].

Aprile, E. ;

Angle, J. ;

Arneodo, F. ;

Baudis, L. ;

Bernstein, A. ;

Bolozdynya, A. ;

Brusov, P. ;

Coelho, L. C. C. ;

Dahl, C. E. ;

DeViveiros, L. ;

Ferella, A. D. ;

Fernandes, L. M. P. ;

Fiorucci, S. ;

Gaitskell, R. J. ;

Giboni, K. L. ;

Gomez, R. ;

Hasty, R. ;

Kastens, L. ;

Kwong, J. ;

Lopes, J. A. M. ;

Madden, N. ;

Manalaysay, A. ;

Manzur, A. ;

McKinsey, D. N. ;

Monzani, M. E. ;

Ni, K. ;

Oberlack, U. ;

Orboeck, J. ;

Orlandi, D. ;

Plante, G. ;

Santorelli, R. ;

dos Santos, J. M. F. ;

Shagin, P. ;

Shutt, T. ;

Sorensen, P. ;

Schulte, S. ;

Tatananni, E. ;

Winant, C. ;

Yamashita, M. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2011, 34 (09) :679-698

[8]

Baudis L, 2020, EUR PHYS J C, V80, DOI 10.1140/epjc/s10052-020-8031-6

[9] Characterisation of Silicon Photomultipliers for liquid xenon detectors [J].

Baudis, L. ;

Galloway, M. ;

Kish, A. ;

Marentini, C. ;

Wulf, J. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2018, 13

[10] SiPM cross-talk in liquid argon detectors [J].

Boulay, M. G. ;

Camillo, V. ;

Canci, N. ;

Choudhary, S. ;

Consiglio, L. ;

Flammini, A. ;

Galbiati, C. ;

Ghiano, C. ;

Gola, A. ;

Horikawa, S. ;

Kachru, P. ;

Kochanek, I. ;

Kondo, K. ;

Korga, G. ;

Kuzniak, M. ;

Mazzi, A. ;

Moharana, A. ;

Nieradka, G. ;

Paternoster, G. ;

Razeto, A. ;

Sablone, D. ;

Thorpe, T. N. ;

Turkoglu, C. ;

Wang, H. ;

Rescigno, M. ;

Sanfilippo, S. .

FRONTIERS IN PHYSICS, 2023, 11

← 1 2 3 →