低压 CF4:SF6:He 混合物中利用多网格 ThGEM 的电荷放大用于方向性暗物质探测
仪器与探测器
2024-05-29 v1
摘要
CYGNO 合作组正在开发下一代方向性暗物质(DM)探测实验，采用气相时间投影阵列(TPC)，作为识别WIMP(弱相互作用大质量粒子)的可靠方法，以克服神经霓虹层。SF6 因提供高氟含量而理想，能够增强对自旋相关相互作用的灵敏度；作为负离子漂移(NID)气体，可减少电荷扩散，从而改善位置分辨率。虽然CF4不是NID气体，但也被识别为理想的气体靶标，因为它提供可用于补充光/电荷读出方法的磨光信号。这些气体可在低压下运行，以拉长核复位(NR)轨迹并促进方向性测量。理论上，在不显著损失16S、12C和19F复位轨迹长度的前提下，可将He添加到低压SF6/CF4中。这将提高靶质量、对较低WIMP质量的灵敏度，并提供大气操作的可能性； potentially reduce containment vessel 的成本。本文报道了在低压SF6和CF4:SF6混合物中使用多网格厚气体电子乘子(MMThGEM)进行的气体增益和能量分辨率测量。我们发现测试的CF4:SF6:He混合物在总压达100 Torr时，能够产生约10^4级的气体增益。这些结果表明，加入He后的NID气体混合物在电荷放大方面实现了数量级的改进。
引用
@article{arxiv.2405.17967,
title = {Charge Amplification in Low Pressure CF4:SF6:He Mixtures with a Multi-Mesh ThGEM for Directional Dark Matter Searches},
author = {F. D. Amaro and E. Baracchini and L. Benussi and S. Bianco and F. Borra and C. Capoccia and M. Caponero and D. S. Cardoso and G. Cavoto and I. A. Costa and T. Crane and E. Dane and M. DAstolfo and G. Dho and F. Di Giambattista and G. DImperio and E. Di Marco and J. M. F. Dos Santos and A. C. Ezeribe and D. Fiorina and F. Iacoangeli and H. P. Lima Junior and G. S. P. Lopes and G. Maccarrone and R. D. P. Mano and R. R. Marcelo Gregorio and D. J. G. Marques and G. Mazzitelli and A. G. McLean and C. M. B. Monteiro and R. A. Nobrega and I. F. Pains and E. Paoletti and L. Passamonti and S. Piacentini and D. Piccolo and D. Pierluigi and D. Pinci and A. Prajapati and F. Renga and R. J. d. C. Roque and F. Rosatelli and A. Russo and G. Saviano and A. Scarff and N. J. C. Spooner and R. Tesauro and S. Tomassini and S. Torelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.17967},
year = {2024}
}
备注
Corresponding Author: A.G. McLean