LIME——用于 CYGNO 实验定向暗物质搜寻的气态 TPC 原型
仪器与探测器
2023-07-05 v1
摘要
CYGNO 实验旨在开发一种大型气态 TPC，采用基于 GEM 的放大和由 PMT 与科学 CMOS 相机组成的光学读出，实现低至 O(keV) 能量量级的 3D 径迹重建，用于低质量暗物质和太阳中微子相互作用等稀有事件的定向探测。迄今为实现 CYGNO 实验验证装置而建造的最大原型是有效体积 50 L 的 LIME，其配备 4 个 PMT 和一台单 sCMOS，对 3333 cm\textsuperscript{2} 区域进行 50 cm 漂移成像，已于 2022 年 2 月安装于格兰萨索国家地下实验室。我们将展示 LIME 在弗拉斯卡蒂国家实验室地面利用放射性 X 射线源评估的性能，特别是探测器的稳定性、能量响应和能量分辨率。我们将讨论为复现探测器响应而开发的 MC 模拟，并展示其与真实数据的对比。此外，我们将考察针对 LIME 地下取数所开展的本底模拟，并说明在天然与材料本征放射性表征以及 LNGS 地下天然中子通量测量方面预期开展的测量与结果。地下 LIME 装置将获得的结果对于 CYGNO 验证装置的优化至关重要，因为该装置预计由多个具有相同 LIME 尺寸与特征的模块组成。
引用
@article{arxiv.2306.16856,
title = {LIME -- a gas TPC prototype for directional Dark Matter search for the CYGNO experiment},
author = {Fernando Domingues Amaro and Elisabetta Baracchini and Luigi Benussi and Stefano Bianco and Cesidio Capoccia and Michele Caponero and Danilo Santos Cardoso and Gianluca Cavoto and André Cortez and Igor Abritta Costa and Emiliano Dané and Giorgio Dho and Flaminia Di Giambattista and Emanuele Di Marco and Giulia D'Imperio and Francesco Iacoangeli and Herman Pessoa Lima Junior and Guilherme Sebastiao Pinheiro Lopes and Giovanni Maccarrone and Rui Daniel Passos Mano and Robert Renz Marcelo Gregorio and David José Gaspar Marques and Giovanni Mazzitelli and Alasdair Gregor McLean and Andrea Messina and Cristina Maria Bernardes Monteiro and Rafael Antunes Nobrega and Igor Fonseca Pains and Emiliano Paoletti and Luciano Passamonti and Sandro Pelosi and Fabrizio Petrucci and Stefano Piacentini and Davide Piccolo and Daniele Pierluigi and Davide Pinci and Atul Prajapati and Francesco Renga and Rita Joanna da Cruz Roque and Filippo Rosatelli and Alessandro Russo and Joaquim Marques Ferreira dos Santos and Giovanna Saviano and Neil John Curwen Spooner and Roberto Tesauro and Sandro Tommasini and Samuele Torelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.16856},
year = {2023}
}