NEXUS 低温设施中动力学电感声子介导探测器的性能
仪器与探测器
2024-10-23 v2 高能物理 - 实验
摘要
利用微波动力学电感探测器读出粒子吸收靶中声子信号的微热量计，被称为动力学电感声子介导（KIPM）探测器，为探测低至费米热遗迹质量极限的暗物质（DM）提供了一种极具吸引力的探测器架构。一个原型 KIPM 探测器在 Fermilab 的 NEXUS 低本底设施中运行，该探测器具有图案化在 1 克硅衬底上的单个铝谐振器，用于表征和评估该探测器架构在暗物质搜索中的效能。通过将裸露衬底暴露于 470 nm 光子的脉冲源进行能量校准，获得了声子传感器吸收能量的基线分辨率为 eV，比当前最先进水平好两倍，这得益于毫秒尺度的准粒子寿命。然而，由于低于 1% 的声子收集效率，衬底中沉积能量的分辨率被限制在 eV。我们进一步将信号脉冲形状建模为器件温度的函数，以提取准粒子寿命以及观测到的噪声谱，这两者都会影响传感器的基线分辨率。
引用
@article{arxiv.2402.04473,
title = {Performance of a Kinetic Inductance Phonon-Mediated Detector at the NEXUS Cryogenic Facility},
author = {Dylan J Temples and Osmond Wen and Karthik Ramanathan and Taylor Aralis and Yen-Yung Chang and Sunil Golwala and Lauren Hsu and Corey Bathurst and Daniel Baxter and Daniel Bowring and Ran Chen and Enectali Figueroa-Feliciano and Matthew Hollister and Christopher James and Kyle Kennard and Noah Kurinsky and Samantha Lewis and Patrick Lukens and Valentina Novati and Runze Ren and Benjamin Schmidt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.04473},
year = {2024}
}