用于低背景气相时间投影 chambers 的 Micromegas 结合 GEM 前级放大以提升能量阈值

背景：我们发展了一种包含额外 GEM（Gas Electron Multiplier）前置放大阶段的 Micromegas（MICRO-MEsh GAseous Structure）读出平面方案，该前置放大器置于读出平面上方数毫米处，以增加组合读出的最大有效增益。我们在实际条件下实现并测试了该方案，以其应用于低背景暗物质搜索实验，如 TREX-DM 实验。方法：为此，我们使用由放射性纯材料制造的微bulk 类型的 Micromegas。我们使用一个允许系统性扫描电压和压力的小型测试腔体。此外，也构建并测试了一个 TREX-DM 全尺寸装置，包含完整印制的 TREX-DM 微bulk 读出。结果：我们报告了在 1 、4 和 10 巴 Ar-1%iC$_{4}$H$_{10}$ 中 GEM 有效额外增益因数分别约为 90、50 和 20。结论：本文所得结果显示出将实验阈值降低至 50 eV$_{ee}$ 的潜力，从而显著提升对低质量 WIMPs（弱相互作用巨质粒子）的灵敏度。