两相液氩探测器对定向暗物质信号的探测灵敏度
宇宙学与河外天体物理
2019-01-15 v3 高能物理 - 唯象学
仪器与探测器
摘要
我们研究了大规模两相液氩探测器对暗物质信号方向性的灵敏度。本研究基于以下假设：在反冲能量高于 50 keV 时，可以（具有一定的分辨率）确定反冲原子核的方向而无需头尾分辨，这一假设来源于过去提出的利用反冲原子核方向与电场之间夹角对柱状复合的依赖关系的方案。在本文中，我们研究了位于大萨索国家实验室（Laboratori Nazionali del Gran Sasso）的探测器相对于天顶角的微分相互作用反冲率，并确定了其日调制和季节调制。基于似然比的方法，我们证明仅凭角度信息，100 个事件就足以在三个标准差水平上拒绝各向同性假设。对于 100 吨年的曝光量，这对应于 200 GeV WIMP 质量下约 cm 的自旋无关 WIMP-核子截面。本文的结果为在两相液氩探测器中实验测定定向反冲效应提供了强有力的动机。
引用
@article{arxiv.1704.03741,
title = {Directional dark matter detection sensitivity of a two-phase liquid argon detector},
author = {M. Cadeddu and M. Lissia and P. Agnes and G. Batignani and W. M. Bonivento and B. Bottino and M. Caravati and A. Cocco and G. Covone and A. de Candia and S. Catalanotti and V. Cataudella and C. Cicalo' and G. De Filippis and G. De Rosa and S. Davini and A. Devoto and C. Dionisi and D. Franco and C. Giganti and C. Galbiati and S. Giagu and M. Gulino and M. Kuss and L. Lista and G. Longo and A. Navrer-Agasson and M. Pallavicini and L. Pandola and E. Paoloni and E. Picciau and M. Razeti and M. Rescigno and Q. Riffard and B. Rossi and N. Rossi and G. Testera and P. Trinchese and A. Tonazzo and S. Walker and G. Fiorillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03741},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 14 figures. This new version matches the published version