Xenon bubble chambers for direct dark matter detection

被引：2

作者：

Levy, C. ^{[1
]}

Fallon, S. ^{[1
]}

Genovesi, J. ^{[1
]}

Khaitan, D. ^{[2
]}

Klimov, K. ^{[4
]}

Mock, J. ^{[1
,3
]}

Szydagis, M. ^{[1
]}

机构：

[1] SUNY Albany, 1400 Washington Ave, Albany, NY 12222 USA

[2] Univ Rochester, Rochester, NY 14627 USA

[3] Univ Calif Berkeley, Lawrence Berkeley Natl Lab, 1 Cyclotron Rd, Berkeley, CA 94720 USA

[4] SUNY Stony Brook, Stony Brook, NY 11794 USA

来源：

JOURNAL OF INSTRUMENTATION | 2016年 / 11卷

关键词：

dE/dx detectors; Hybrid detectors; Dark Matter detectors (WIMPs; axions; etc.); Time projection chambers; LIQUID XENON;

D O I：

10.1088/1748-0221/11/03/C03003

中图分类号：

TH7 [仪器、仪表];

学科分类号：

0804 ; 080401 ; 081102 ;

摘要：

The search for dark matter is one of today's most exciting fields. As bigger detectors are being built to increase their sensitivity, background reduction is an ever more challenging issue. To this end, a new type of dark matter detector is proposed, a xenon bubble chamber, which would combine the strengths of liquid xenon TPCs, namely event by event energy resolution, with those of a bubble chamber, namely insensitivity to electronic recoils. In addition, it would be the first time ever that a dark matter detector is active on all three detection channels, ionization and scintillation characteristic of xenon detectors, and heat through bubble formation in superheated fluids. Preliminary simulations show that, depending on threshold, a discrimination of 99.99% to 99.9999+% can be achieved, which is on par or better than many current experiments. A prototype is being built at the University at Albany, SUNY. The prototype is currently undergoing seals, thermal, and compression testing.

引用

页数：11

共 26 条

[1] Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters [J].

Ade, P. A. R. ;

Aghanim, N. ;

Armitage-Caplan, C. ;

Arnaud, M. ;

Ashdown, M. ;

Atrio-Barandela, F. ;

Aumont, J. ;

Baccigalupi, C. ;

Banday, A. J. ;

Barreiro, R. B. ;

Bartlett, J. G. ;

Battaner, E. ;

Benabed, K. ;

Benoit, A. ;

Benoit-Levy, A. ;

Bernard, J. -P. ;

Bersanelli, M. ;

Bielewicz, P. ;

Bobin, J. ;

Bock, J. J. ;

Bonaldi, A. ;

Bond, J. R. ;

Borrill, J. ;

Bouchet, F. R. ;

Bridges, M. ;

Bucher, M. ;

Burigana, C. ;

Butler, R. C. ;

Calabrese, E. ;

Cappellini, B. ;

Cardoso, J. -F. ;

Catalano, A. ;

Challinor, A. ;

Chamballu, A. ;

Chary, R. -R. ;

Chen, X. ;

Chiang, H. C. ;

Chiang, L. -Y ;

Christensen, P. R. ;

Church, S. ;

Clements, D. L. ;

Colombi, S. ;

Colombo, L. P. L. ;

Couchot, F. ;

Coulais, A. ;

Crill, B. P. ;

Curto, A. ;

Cuttaia, F. ;

Danese, L. ;

Davies, R. D. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2014, 571

[2] First results from the DarkSide-50 dark matter experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso [J].

Agnes, P. ;

Alexander, T. ;

Alton, A. ;

Arisaka, K. ;

Back, H. O. ;

Baldin, B. ;

Biery, K. ;

Bonfini, G. ;

Bossa, M. ;

Brigatti, A. ;

Brodsky, J. ;

Budano, F. ;

Cadonati, L. ;

Calaprice, F. ;

Canci, N. ;

Candela, A. ;

Cao, H. ;

Cariello, M. ;

Cavalcante, P. ;

Chavarria, A. ;

Chepurnov, A. ;

Cocco, A. G. ;

Crippa, L. ;

D'Angelo, D. ;

D'Incecco, M. ;

Davini, S. ;

De Deo, M. ;

Derbin, A. ;

Devoto, A. ;

Di Eusanio, F. ;

Di Pietro, G. ;

Edkins, E. ;

Empl, A. ;

Fan, A. ;

Fiorillo, G. ;

Fomenko, K. ;

Forster, G. ;

Franco, D. ;

Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

Goretti, A. ;

Grandi, L. ;

Gromov, M. ;

Guan, M. Y. ;

Guardincerri, Y. ;

Hackett, B. ;

Herner, K. ;

Hungerford, E. V. ;

Ianni, Al. ;

Ianni, An. .

PHYSICS LETTERS B, 2015, 743 :456-466

[3] Radiogenic and muon-induced backgrounds in the LUX dark matter detector [J].

Akerib, D. S. ;

Araujo, H. M. ;

Bai, X. ;

Bailey, A. J. ;

Balajthy, J. ;

Bernard, E. ;

Bernstein, A. ;

Bradley, A. ;

Byram, D. ;

Cahn, S. B. ;

Carmona-Benitez, M. C. ;

Chan, C. ;

Chapman, J. J. ;

Chiller, A. A. ;

Chiller, C. ;

Coffey, T. ;

Currie, A. ;

de Viveiros, L. ;

Dobi, A. ;

Dobson, J. ;

Druszkiewicz, E. ;

Edwards, B. ;

Faham, C. H. ;

Fiorucci, S. ;

Flores, C. ;

Gaitskell, R. J. ;

Gehman, V. M. ;

Ghagi, C. ;

Gibson, K. R. ;

Gilchriese, M. G. D. ;

Hall, C. ;

Hertel, S. A. ;

Horn, M. ;

Huang, D. Q. ;

Ihm, M. ;

Jacobsen, R. G. ;

Kazkaz, K. ;

Knoche, R. ;

Larsen, N. A. ;

Lee, C. ;

Lindote, A. ;

Lopes, M. I. ;

Malling, D. C. ;

Mannino, R. ;

McKinsey, D. N. ;

Mei, D. -M. ;

Mock, J. ;

Moongweluwan, M. ;

Morad, J. ;

Murphy, A. Std. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2015, 62 :33-46

[4] First Results from the LUX Dark Matter Experiment at the Sanford Underground Research Facility [J].

Akerib, D. S. ;

Araujo, H. M. ;

Bai, X. ;

Bailey, A. J. ;

Balajthy, J. ;

Bedikian, S. ;

Bernard, E. ;

Bernstein, A. ;

Bolozdynya, A. ;

Bradley, A. ;

Byram, D. ;

Cahn, S. B. ;

Carmona-Benitez, M. C. ;

Chan, C. ;

Chapman, J. J. ;

Chiller, A. A. ;

Chiller, C. ;

Clark, K. ;

Coffey, T. ;

Currie, A. ;

Curioni, A. ;

Dazeley, S. ;

de Viveiros, L. ;

Dobi, A. ;

Dobson, J. ;

Dragowsky, E. M. ;

Druszkiewicz, E. ;

Edwards, B. ;

Faham, C. H. ;

Fiorucci, S. ;

Flores, C. ;

Gaitskell, R. J. ;

Gehman, V. M. ;

Ghag, C. ;

Gibson, K. R. ;

Gilchriese, M. G. D. ;

Hall, C. ;

Hanhardt, M. ;

Hertel, S. A. ;

Horn, M. ;

Huang, D. Q. ;

Ihm, M. ;

Jacobsen, R. G. ;

Kastens, L. ;

Kazkaz, K. ;

Knoche, R. ;

Kyre, S. ;

Lander, R. ;

Larsen, N. A. ;

Lee, C. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 112 (09)

[5]

Akerib D. S., ARXIV151203506 LUX C

[6]

Akerib D. S., ARXIV150902910 LZ CO

[7] WIMP-nucleon cross-section results from the second science run of ZEPLIN-III [J].

Akimov, D. Yu ;

Araujo, H. M. ;

Barnes, E. J. ;

Belov, V. A. ;

Bewick, A. ;

Burenkov, A. A. ;

Chepel, V. ;

Currie, A. ;

DeViveiros, L. ;

Edwards, B. ;

Ghag, C. ;

Hollingsworth, A. ;

Horn, M. ;

Jones, W. G. ;

Kalmus, G. E. ;

Kobyakin, A. S. ;

Kovalenko, A. G. ;

Lebedenko, V. N. ;

Lindote, A. ;

Lopes, M. I. ;

Luescher, R. ;

Majewski, P. ;

Murphy, A. St J. ;

Neves, F. ;

Paling, S. M. ;

Pinto da Cunha, J. ;

Preece, R. ;

Quenby, J. J. ;

Reichhart, L. ;

Scovell, P. R. ;

Silva, C. ;

Solovov, V. N. ;

Smith, N. J. T. ;

Stekhanov, V. N. ;

Sumner, T. J. ;

Thorne, C. ;

Walker, R. J. .

PHYSICS LETTERS B, 2012, 709 (1-2) :14-20

[8] Dark Matter Search Results from the PICO-2L C3F8 Bubble Chamber [J].

Amole, C. ;

Ardid, M. ;

Asner, D. M. ;

Baxter, D. ;

Behnke, E. ;

Bhattacharjee, P. ;

Borsodi, H. ;

Bou-Cabo, M. ;

Brice, S. J. ;

Broemmelsiek, D. ;

Clark, K. ;

Collar, J. I. ;

Cooper, P. S. ;

Crisler, M. ;

Dahl, C. E. ;

Daley, S. ;

Das, M. ;

Debris, F. ;

Dhungana, N. ;

Farine, J. ;

Felis, I. ;

Filgas, R. ;

Fines-Neuschild, M. ;

Girard, F. ;

Giroux, G. ;

Hai, M. ;

Hall, J. ;

Harris, O. ;

Jackson, C. M. ;

Jin, M. ;

Krauss, C. B. ;

Lafreniere, M. ;

Laurin, M. ;

Lawson, I. ;

Levine, I. ;

Lippincott, W. H. ;

Mann, E. ;

Martin, J. P. ;

Maurya, D. ;

Mitra, P. ;

Neilson, R. ;

Noble, A. J. ;

Plante, A. ;

Podviianiuk, R. B. ;

Priya, S. ;

Robinson, A. E. ;

Ruschman, M. ;

Scallon, O. ;

Seth, S. ;

Sonnenschein, A. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 114 (23)

[9] Dark Matter Results from 225 Live Days of XENON100 Data [J].

Aprile, E. ;

Alfonsi, M. ;

Arisaka, K. ;

Arneodo, F. ;

Balan, C. ;

Baudis, L. ;

Bauermeister, B. ;

Behrens, A. ;

Beltrame, P. ;

Bokeloh, K. ;

Brown, E. ;

Bruno, G. ;

Budnik, R. ;

Cardoso, J. M. R. ;

Chen, W. -T. ;

Choi, B. ;

Cline, D. ;

Colijn, A. P. ;

Contreras, H. ;

Cussonneau, J. P. ;

Decowski, M. P. ;

Duchovni, E. ;

Fattori, S. ;

Ferella, A. D. ;

Fulgione, W. ;

Gao, F. ;

Garbini, M. ;

Ghag, C. ;

Giboni, K. -L. ;

Goetzke, L. W. ;

Grignon, C. ;

Gross, E. ;

Hampel, W. ;

Kaether, F. ;

Kish, A. ;

Lamblin, J. ;

Landsman, H. ;

Lang, R. F. ;

Le Calloch, M. ;

Levy, C. ;

Lim, K. E. ;

Lin, Q. ;

Lindemann, S. ;

Lindner, M. ;

Lopes, J. A. M. ;

Lung, K. ;

Undagoitia, T. Marrodan ;

Massoli, F. V. ;

Fernandez, A. J. Melgarejo ;

Meng, Y. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 109 (18)

[10] Liquid Hole Multipliers: bubble-assisted electroluminescence in liquid xenon [J].

Arazi, L. ;

Erdal, E. ;

Coimbra, A. E. C. ;

Rappaport, M. L. ;

Vartsky, D. ;

Chepel, V. ;

Breskin, A. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2015, 10

← 1 2 3 →