Darkside

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Abstract

 

DarkSide-50 è una camera a proiezione temporale (TPC - “Time Projection Chamber”) bifasica ad Argon, sviluppata per ricercare evidenze dirette di materia oscura. L’esperimento è situato nella Sala C dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso, all’interno del parco nazionale del Gran Sasso e Monti della Laga e ha iniziato a prendere dati dall’Ottobre 2013.

 

 

Descrizione

 

DarkSide-50 è una TPC ad Argon. Trentotto fotomoltiplicatori Hamamatsu R11065 da 3 pollici e a bassa radioattività, 19 sulla sommità e 19 sul fondo della TPC, vedono la regione di volume attivo attraverso finestre di silice fusa. Le finestre sono rivestite da entrambi i lati da ossido di indio (ITO) e stagno, un conduttore trasparente. Questo fa si che la superficie interna della finestra funzioni da anodo a terra (parte superiore) e da catodo da -60kV (parte inferiore) per la TPC mantenendo la parte esterna vicino al potenziale di -1.5kV del fotocatodo dei PMT.

Uno strato di gas per la produzione di un segnale di elettroluminescenza è garantito da una montatura cilindrica sulla finestra di silice fusa, che si estende verso il basso per formare un campana contenente vapore di Argon di dimensione 2cm (“tasca di gas”) al di sopra volume di devia della TPC. Il recipiente cilindrico contenente il volume attivo di Argon è fatto di PTFE, trattato in maniera tale da essere altamente riflettente per lunghezze d’onda nel visibile. L’intera superficie interna del volume attivo è rivestita con il wavelength shifter TetraPhenylButadiene (TPB) per convertire la luce di scintillazione dell’Argon a 128nm in luce con lunghezza d’onda rilevabile dai PMTs. Il campo di drift è prodotto da un sistema formato dai piani del catodo di ITO e dell’anodo e una griglia che separa la regine di deriva degli elettroni da quella di estrazione.
La TPC di DarkSide-50 è inserita all’interno di un veto per neutroni costituito da scintillatore liquido borato (LSV), il quale a sua volta è all’interno di un veto per muoni costituito da un rivelatore Cherenkov ad acqua. Questo design, non soltanto permette a DarkSide-50 di beneficiare di una soppressione attiva del fondo, ma anche ci permette un’esperienza diretta nell’operare un rivelatore a basso fondo all’interno di questi scudi in prospettiva di futuri upgrades.

 

 

Responsabile del progetto
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. (Princeton University)
Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. (INFN Milano)

 

 

Collaborazione

 

CINA

Institute of High Energy Physics, Beijing: M. Y. Guan, P. X. Li, Y. Q. Ma, Y. Wang, C. G. Yang
 
FRANCIA
APC, Université Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité: P. Agnes, D. Franco, S. Perasso, A. Tonazzo
LPNHE, Université Pierre et Marie Curie, Université Paris Diderot, CNRS/IN2P3: L. Agostino, S. De Cecco, C. Giganti
IPHC, Université de Strasbourg, CNRS/IN2P3: C. Jollet, A. Meregaglia
 
ITALIA
Università degli Studi and INFN Cagliari: M. Cadoni, A. Devoto, M. Lissia
Università degli Studi and INFN Genova: M. Cariello, P. Musico, L. Pagani, M. Pallavicini, L. Perasso, G. Testera, S. Zavatarelli
Gran Sasso Science Institute: M. Bossa, J. P. Fontaine, A. Mandarano, C. Savarese
Laboratori Nazionali del Gran Sasso: G. Bonfini, A. Candela, P. Cavalcante, M. D’Incecco, M. De Deo, F. Gabriele, Al. Ianni, M. Montuschi, S. Odrowski, M. Orsini, A. Razeto, N. Rossi, D. Sablone, E. Segreto, R. Tartaglia
Università degli Studi and INFN Milano: A. Brigatti, D. D’Angelo, G. Di Pietro, P. Lombardi, L. Ludhova, E. Meroni, S. Parmeggiano, G. Ranucci, P. Saggese
Università degli Studi Federico II and INFN Napoli: Catalanotti, A. G. Cocco, G. Covone, G. Fiorillo, B. Rossi, S. Walker
Università degli Studi and INFN Perugia: F. Ortica, N. Pelliccia, A. Romani
Università degli Studi Roma Tre and INFN: F. Budano, S. Bussino, M. De Vincenzi, I. James, S. Mari, L. Marini
Università di Roma “La Sapienza” and INFN: C. Dionisi, S. Giagu, M. Rescigno
 
RUSSIA
Joint Institute for Nuclear Research Dubna: K. Fomenko, D. Korablev, O. Smirnov, A. Sotnikov, A. Vishneva
National Research Centre Kurchatov Institute: G. Lukyachenko, I. Machulin, D. Markov, D. Pugachev, M. Skorokhvatov
Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University, Moscow: A. Chepurnov, M. Gromov
St. Petersburg Nuclear Physics Institute: A. Derbin, V. Muratova, D. Semenov, E. Unzhakov
 
UCRAINA
Institute for Nuclear Research, National Academy of Sciences of Ukraine: V. Kobychev
 
POLONIA
Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University, Krakow: A. Odrzywolek, K. Pelczar, M. Wojcik, G. Zuzel
 
USA
PNNL (Pacific Northwest National Laboratory): C. Aalseth, D. Asner, M. Foxe, A. Hime, P. Humble, J. Orrell, R. Williams
Physics and Astronomy Department, Augustana College: A. Alton, M. Smallcomb
Kavli Institute, Enrico Fermi Institute and Dept. of Physics, University of Chicago: A. Chavarria, L. Grandi, R. Saldanha, T. Wester
School of Natural Sciences, Black Hills State University, Spearfish: D. Durbin, K. Keeter, B. Mount, V. Price, M. Zephus
Fermi National Accelerator Laboratory: B. Baldin, K. Biery, Y. Guardincerri, K. Herner, C. Kendziora, D. Montanari, S. Pordes, J. Yoo
Department of Physics and Astronomy, University of Hawai’i: E. Edkins, B. Hackett, J. Maricic, R. Milincic, B. Reinhold
Department of Physics, University of Houston: S. Davini, A. Empl, E. V. Hungerford, G. Korga, D. Sablone
Lawrence Livermore National Laboratory: S. Sangiorgio
Department of Physics, Princeton University: H. O. Back, J. Brodsky, F. Calaprice, H. Cao, C. Condon, F. Di Eusanio, C. Galbiati, A. Goretti, An. Ianni, R. Klemmer, G. Koh, M. Komor, B. Loer, P. D. Meyers, P. Mosteiro, A. Nelson, R. Parsells, H. Qian, B. Rossi, W. Sands, E. Shields, M. Souza, C. Stanford, M. Wada, S. Westerdale, A. Wright, X. Xiang, J. Xu, C. Zhu
SLAC National Accelerator Laboratory: G. Haller, R. Herbst, S. Luitz, M. E. Monzani
Physics Department, Temple University: C. Love, C. J. Martoff, T. Miletic, K. Recine, J. Tatarowicz, A. Watson
Department of Chemistry and Physics, Arcadia University: T. Miletic
Physics Department, University of California: E. Pantic
Physics and Astronomy Department, University of California: K. Arisaka, N. Canci, A. Fan, E. Pantic, A. Renshaw, Y. Suvorov, H. Wang
Amherst Center for Fundamental Interactions and Physics Department: T. Alexander, J. Bonatt, L. Cadonati, G. Forster, A. Kurlej, A. Monte, A. Nemtzow, A. Pocar, K. Randle, A. Zec
Physics Department, Virginia Tech: S. Kidner [deceduto], L. Papp, S. D. Rountree, R. B. Vogelaar

 

Una lista aggiornata dei membri della collaborazione è disponibile qui: http://darkside.lngs.infn.it/collaboration/

 

 

Pubblicazioni recenti

P. Agnes et al. “First results from the DarkSide-50dark matter experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso”. Physics Letters B, 743 (2015): 456-466.
 
C. E. Aalseth et al. “The DarkSide Multiton Detector for the Direct Dark Matter Search”. Advances in High Energy Physics, 2015 (2015): 541362.
 
J. Xu et al. “A study of the trace 39Ar content in argon from deep underground sources”. Astroparticle Physics, 66 (2015): 53-60.
 
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