Simulation of argon response and light detection in the DarkSide-50 dual phase TPC - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue JINST Année : 2017

Simulation of argon response and light detection in the DarkSide-50 dual phase TPC

P. Agnes , I.F.M. Albuquerque , T. Alexander , A.K. Alton , D.M. Asner , H.O. Back , K. Biery , V. Bocci , G. Bonfini , W. Bonivento , M. Bossa , B. Bottino , F. Budano , S. Bussino , M. Cadeddu , M. Cadoni , F. Calaprice , N. Canci , A. Candela , M. Caravati , M. Cariello , M. Carlini , S. Catalanotti , V. Cataudella , P. Cavalcante , A. Chepurnov , C. Cicalò , A.G. Cocco , G. Covone , M. d'Incecco , S. Davini , A. de Candia , S. de Cecco , M. de Deo , G. de Filippis , M. de Vincenzi , A.V. Derbin , G. de Rosa , A. Devoto , F. Di Eusanio , G. Di Pietro , C. Dionisi , E. Edkins , A. Empl , A. Fan , G. Fiorillo , K. Fomenko , D. Franco (1) , F. Gabriele , C. Galbiati , S. Giagu , C. Giganti (2) , G.K. Giovanetti , A.M. Goretti , F. Granato , M. Gromov , M. Guan , Y. Guardincerri , B.R. Hackett , K. Herner , D. Hughes , P. Humble , E.V. Hungerford , An. Ianni , I. James , T.N. Johnson , K. Keeter , C.L. Kendziora , G. Koh , D. Korablev , G. Korga , A. Kubankin , X. Li , M. Lissia , B. Loer , G. Longo , Y. Ma , A.A. Machado , I.N. Machulin , A. Mandarano , S.M. Mari , J. Maricic , C.J. Martoff , P.D. Meyers , R. Milincic , A. Monte , B.J. Mount , V.N. Muratova , P. Musico , J. Napolitano , A. Navrer Agasson (2) , A. Oleinik , M. Orsini , F. Ortica , L. Pagani , M. Pallavicini , E. Pantic , K. Pelczar , N. Pelliccia , A. Pocar , S. Pordes , D.A. Pugachev , H. Qian , K. Randle , M. Razeti , A. Razeto , B. Reinhold , A.L. Renshaw , M. Rescigno , Q. Riffard (1) , A. Romani , B. Rossi , N. Rossi , D. Sablone , W. Sands , C. Savarese , B. Schlitzer , E. Segreto , D.A. Semenov , P.N. Singh , M.D. Skorokhvatov , O. Smirnov , A. Sotnikov , C. Stanford , Y. Suvorov , R. Tartaglia , G. Testera , A. Tonazzo (1) , P. Trinchese , E.V. Unzhakov , M. Verducci , A. Vishneva , B. Vogelaar , M. Wada , S. Walker , H. Wang , Y. Wang , A.W. Watson , S. Westerdale , J. Wilhelmi , M.M. Wojcik , X. Xiang , X. Xiao , C. Yang , Z. Ye , C. Zhu , G. Zuzel
P. Agnes
I.F.M. Albuquerque
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T. Alexander
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A.K. Alton
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D.M. Asner
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H.O. Back
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K. Biery
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X. Xiao
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C. Yang
Z. Ye
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C. Zhu
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G. Zuzel
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Résumé

A Geant4-based Monte Carlo package named G4DS has been developed to simulate the response of DarkSide-50, an experiment operating since 2013 at LNGS, designed to detect WIMP interactions in liquid argon. In the process of WIMP searches, DarkSide-50 has achieved two fundamental milestones: the rejection of electron recoil background with a power of ~10(7), using the pulse shape discrimination technique, and the measurement of the residual (39)Ar contamination in underground argon, ~3 orders of magnitude lower with respect to atmospheric argon. These results rely on the accurate simulation of the detector response to the liquid argon scintillation, its ionization, and electron-ion recombination processes. This work provides a complete overview of the DarkSide Monte Carlo and of its performance, with a particular focus on PARIS, the custom-made liquid argon response model.

Dates et versions

hal-01645523 , version 1 (23-11-2017)

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Citer

P. Agnes, I.F.M. Albuquerque, T. Alexander, A.K. Alton, D.M. Asner, et al.. Simulation of argon response and light detection in the DarkSide-50 dual phase TPC. JINST, 2017, 12 (10), pp.P10015. ⟨10.1088/1748-0221/12/10/P10015⟩. ⟨hal-01645523⟩
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