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2. DarkSide-20k: A 20 Tonne Two-Phase LAr TPC for Direct Dark Matter Detection at LNGS

Author

Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Ave, M., Back, H. O., Olmedo, A. I. Barrado, Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Boulay, M., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cavuoti, S., Cereseto, R., Chepurnov, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Antone, I., D'Incecco, M., D'Urso, D., Rolo, M. D. Da Rocha, Daniel, M., Davini, S., de Candia, A., De Cecco, S., De Deo, M., De Filippis, G., De Guido, G., De Rosa, G., Dellacasa, G., Della Valle, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Diaz, M. Fernandez, Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Abia, P. Garcia, Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Giampa, P., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M. A., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Hallin, A., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Jillings, C., Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M., Kuźniak, M., Lehnert, B., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Loverre, P., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Martoff, C. J., Mascia, M., Mayer, M., McDonald, A. B., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mount, B. J., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Agasson, A. Navrer, Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Peeters, S., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Fortes, V. Pesudo, Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pollmann, T., Portaluppi, D., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Retière, F., Riffard, Q., Rivetti, A., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., García, E. Sánchez, Sands, W., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skensved, P., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Speziale, F., Stainforth, R., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Vázquez-Jáuregui, E., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walding, J., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., de Llano, A. Yllera, Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., Zullo, M., and Zullo, A.

Subjects
Physics - Instrumentation and Detectors
Abstract

Building on the successful experience in operating the DarkSide-50 detector, the DarkSide Collaboration is going to construct DarkSide-20k, a direct WIMP search detector using a two-phase Liquid Argon Time Projection Chamber (LArTPC) with an active (fiducial) mass of 23 t (20 t). The DarkSide-20k LArTPC will be deployed within a shield/veto with a spherical Liquid Scintillator Veto (LSV) inside a cylindrical Water Cherenkov Veto (WCV). Operation of DarkSide-50 demonstrated a major reduction in the dominant $^{39}$Ar background when using argon extracted from an underground source, before applying pulse shape analysis. Data from DarkSide-50, in combination with MC simulation and analytical modeling, shows that a rejection factor for discrimination between electron and nuclear recoils of $\gt3\times10^9$ is achievable. This, along with the use of the veto system, is the key to unlocking the path to large LArTPC detector masses, while maintaining an "instrumental background-free" experiment, an experiment in which less than 0.1 events (other than $\nu$-induced nuclear recoils) is expected to occur within the WIMP search region during the planned exposure. DarkSide-20k will have ultra-low backgrounds than can be measured in situ. This will give sensitivity to WIMP-nucleon cross sections of $1.2\times10^{-47}$ cm$^2$ ($1.1\times10^{-46}$ cm$^2$) for WIMPs of $1$ TeV$/c^2$ ($10$ TeV$/c^2$) mass, to be achieved during a 5 yr run producing an exposure of 100 t yr free from any instrumental background. DarkSide-20k could then extend its operation to a decade, increasing the exposure to 200 t yr, reaching a sensitivity of $7.4\times10^{-48}$ cm$^2$ ($6.9\times10^{-47}$ cm$^2$) for WIMPs of $1$ TeV$/c^2$ ($10$ TeV$/c^2$) mass.

Published
2017
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3. Cryogenic Characterization of FBK RGB-HD SiPMs

Author

Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Ampudia, P., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cereseto, R., Chen, Y., Chepurnov, A., Chiavassa, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Antone, I., D'Incecco, M., Rolo, M. D. Da Rocha, Daniel, M., Davini, S., De Candia, A., De Cecco, S., De Deo, M., De Filippis, G., De Guido, G., De Rosa, G., Dellacasa, G., Demontis, P., Derbin, A. V., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Abia, P. Garcia, Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Cabre, S. Jimenez, Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kugathasan, R., Kuss, M., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marras, D., Martoff, C. J., Mascia, M., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monasterio, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Napolitano, J., Agasson, A. Navrer, Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Portaluppi, D., Poudel, S. S., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Randle, K., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Riffard, Q., Rivetti, A., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., Sands, W., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Sechi, E., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Serci, S., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., and Zuzel, G.

Subjects
Physics - Instrumentation and Detectors
Abstract

We report on the cryogenic characterization of Red Green Blue - High Density (RGB-HD) SiPMs developed at Fondazione Bruno Kessler (FBK) as part of the DarkSide program of dark matter searches with liquid argon time projection chambers. A dedicated setup was used to measure the primary dark noise, the correlated noise, and the gain of the SiPMs at varying temperatures. A custom-made data acquisition system and analysis software were used to precisely characterize these parameters. We demonstrate that FBK RGB-HD SiPMs with low quenching resistance (RGB-HD-LR$_q$) can be operated from 40 K to 300 K with gains in the range $10^5$ to $10^6$ and noise rates on the order of a few Hz/mm$^2$.

Published
2017
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4. Digital Twins vs Digital Trace in Megascience Projects

Author

Balyakin, Artem A., Nurakhov, N. N., Nurbina, M. V., Kacprzyk, Janusz, Series Editor, Pal, Nikhil R., Advisory Editor, Bello Perez, Rafael, Advisory Editor, Corchado, Emilio S., Advisory Editor, Hagras, Hani, Advisory Editor, Kóczy, László T., Advisory Editor, Kreinovich, Vladik, Advisory Editor, Lin, Chin-Teng, Advisory Editor, Lu, Jie, Advisory Editor, Melin, Patricia, Advisory Editor, Nedjah, Nadia, Advisory Editor, Nguyen, Ngoc Thanh, Advisory Editor, Wang, Jun, Advisory Editor, Rocha, Álvaro, editor, Ferrás, Carlos, editor, López-López, Paulo Carlos, editor, and Guarda, Teresa, editor

Published
2021
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6. Perspectives to measure neutrino-nuclear neutral current coherent scattering with two-phase emission detector

Author

RED Collaboration, Akimov, D. Yu., Alexandrov, I. S., Aleshin, V. I., Belov, V. A., Bolozdynya, A. I., Burenkov, A. A., Chepurnov, A. S., Danilov, M. V., Derbin, A. V., Dmitrenko, V. V., Dolgolenko, A. G., Egorov, D. A., Efremenko, Yu. V., Etenko, A. V., Gromov, M. B., Gulin, M. A., Ivakhin, S. V., Kantserov, V. A., Kaplin, V. A., Karelin, A. K., Khromov, A. V., Kirsanov, M. A., Klimanov, S. G., Kobyakin, A. S., Konovalov, A. M., Kovalenko, A. G., Kopeikin, V. I., Krakhmalova, T. D., Kuchenkov, A. V., Kumpan, A. V., Litvinovich, E. A., Lukyanchenko, G. A, Machulin, I. N., Martemyanov, V. P., Nurakhov, N. N., Rudik, D. G., Saldikov, I. S., Skorokhatov, M. D., Sosnovtsev, V. V., Stekhanov, V. N., Strikhanov, M. N., Sukhotin, S. V., Tarasenkov, V. G., Tikhomirov, G. V., and Zeldovich, O. Ya.

Subjects
Physics - Instrumentation and Detectors, High Energy Physics - Experiment, Nuclear Experiment
Abstract

We propose to detect and to study neutrino neutral current coherent scattering off atomic nuclei with a two-phase emission detector using liquid xenon as a working medium. Expected signals and backgrounds are calculated for two possible experimental sites: Kalinin Nuclear Power Plant in the Russian Federation and Spallation Neutron Source at the Oak Ridge National Laboratory in the USA. Both sites have advantages as well as limitations. However the experiment looks feasible at either location. Preliminary design of the detector and supporting R&D program are discussed., Comment: 16 pages, 10 figures, RED collaboration

Published
2012
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7. DarkSide-20k: A 20 tonne two-phase LAr TPC for direct dark matter detection at LNGS

Author

Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Ave, M., Back, H. O., Barrado Olmedo, A. I., Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Boulay, M., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cavuoti, S., Cereseto, R., Chepurnov, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D’Antone, I., D’Incecco, M., D’Urso, D., Da Rocha Rolo, M. D., Daniel, M., Davini, S., de Candia, A., De Cecco, S., De Deo, M., De Filippis, G., De Guido, G., De Rosa, G., Dellacasa, G., Della Valle, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Fernandez Diaz, M., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Garcia Abia, P., Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Giampa, P., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M. A., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Hallin, A., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Jillings, C., Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M., Kuźniak, M., La Commara, M., Lehnert, B., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Loverre, P., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Martoff, C. J., Mascia, M., Mayer, M., McDonald, A. B., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mount, B. J., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Navrer Agasson, A., Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Peeters, S., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Pesudo, V., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pollmann, T., Portaluppi, D., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Retière, F., Riffard, Q., Rivetti, A., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., Sánchez García, E., Sands, W., Sanfilippo, S., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skensved, P., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Speziale, F., Stainforth, R., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Vázquez-Jáuregui, E., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walding, J., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Yllera de Llano, A., Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., Zullo, M., Zullo, A., and Zuzel, G.

Published
2018
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10. DarkSide-50 results and the future liquid argon dark matter program

Author

Caminata, A., Aalseth, C. E., Abdelhakim, S., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Amaudruz, P., Ameli, F., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Arpaia, P., Asner, D. M., Asunskis, A., Ave, M., Back, H. O., Barrado Olmedo, A., Batignani, G., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bottino, B., Boulay, M. G., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Castello, P., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cavuoti, S., Cebrian, S., Celano, B., Cereseto, R., Cheng, W., Chepurnov, A., Cicalò, C., Ci-Farelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Consiglio, L., Cossio, F., Covone, G., Crivelli, P., D Antone, I., D Incecco, M., D Urso, D., Da Rocha Rolo, M. D., Daniel, M., Davini, S., Candia, A., Cecco, S., Deo, M., Falco, A., Filippis, G., Gruttola, D., Guido, G., Rosa, G., Dellacasa, G., Demontis, P., Depaquale, S., Derbin, A. V., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Di Stefano, P., Dionisi, C., Dordei, F., Downing, M., Edalatfar, F., Empl, A., Fernandez Diaz, M., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franceschi, A., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Gal-Biati, C., Garcia Abia, P., Gascón Fora, D., Gendotti, A., Ghiano, C., Ghisi, A., Giagu, S., Giampa, P., Giampaolo, R. A., Giganti, C., Giorgi, M. A., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Grab, M., Graciani Diaz, R., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Grobov, A., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Hackett, B. R., Hallin, A., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hubaut, F., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An, Ippolito, V., Jillings, C., Jimenez Cabre, S., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Kochanek, I., Kondo, K., Kopp, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kugathasan, R., Kuss, M., Kuzniak, M., La Commara, M., Lai, M., Langrock, S., Lebois, M., Lehnert, B., Li, X., Liqiang, Q., Lissia, M., Lodi, G. U., Longo, G., Lussana, R., Luzzi, L., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marras, D., Martinez Rojas, A. D., Martoff, C. J., Mascia, M., Masoni, A., Mazzi, A., Mcdonald, A. B., Messina, A., Meyers, P. D., Miletic, T., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Jocelyn Monroe, Morrocchi, M., Mroz, T., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Muscas, C., Musico, P., Nania, R., Napolitano, T., Navrer Agasson, A., Nessi, M., Nikulin, I., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Pal-Mas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Peeters, S., Pegoraro, P. A., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Pesudo, V., Picciau, E., Piemonte, C., Pietropaolo, F., Pocar, A., Pollman, T., Portaluppi, D., Poudel, S. S., Price, D., Pugachev, D. A., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Renshaw, A. L., Rescia, S., Rescigno, M., Retiere, F., Riffard, Q., Rivetti, A., Romani, A., Romero, L., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Sala, P., Salatino, P., Samoylov, O., Sànchez Garcìa, E., Sanfilippo, S., Sant, M., Santone, D., San-Torelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Shchagin, A., She-Myakina, E., Sheshukov, A., Siddhanta, S., Simeone, M., Singh, P. N., Skensved, P., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., So-Brero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stainforth, R., Stracka, S., Suffritti, G. B., Sulis, S., Suvorov, Y., Szelc, A. M., Tartaglia, R., Testera, G., Thorpe, T., Tonazzo, A., Tosi, A., Unzhakov, E. V., Usai, G., Vacca, A., Vázquez-Jáuregui, E., Verducci, M., Viant, T., Viel, S., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, R. B., Wada, M., Wahl, J., Walding, J. J., Wang, H., Wang, Y., Westerdale, S., Wheadon, R. J., Williams, R., Wilson, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Zuzel, G., Caminata, A., Aalseth, C. E., Abdelhakim, S., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Amaudruz, P., Ameli, F., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Arpaia, P., Asner, D. M., Asunskis, A., Ave, M., Back, H. O., Barrado Olmedo, A., Batignani, G., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bottino, B., Boulay, M. G., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Castello, P., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cavuoti, S., Cebrian, S., Celano, B., Cereseto, R., Cheng, W., Chepurnov, A., Cicalo, C., Ci-Farelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Consiglio, L., Cossio, F., Covone, G., Crivelli, P., D'Antone, I., D'Incecco, M., D'Urso, D., da Rocha Rolo, M. D., Daniel, M., Davini, S., de Candia, A., de Cecco, S., de Deo, M., de Falco, A., de Filippis, G., de Gruttola, D., de Guido, G., de Rosa, G., Dellacasa, G., Demontis, P., Depaquale, S., Derbin, A. V., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Di Stefano, P., Dionisi, C., Dordei, F., Downing, M., Edalatfar, F., Empl, A., Fernandez Diaz, M., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franceschi, A., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Gal-Biati, C., Garcia Abia, P., Gascon Fora, D., Gendotti, A., Ghiano, C., Ghisi, A., Giagu, S., Giampa, P., Giampaolo, R. A., Giganti, C., Giorgi, M. A., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Grab, M., Graciani Diaz, R., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Grobov, A., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Hackett, B. R., Hallin, A., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hubaut, F., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Ippolito, V., Jillings, C., Jimenez Cabre, S., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Kochanek, I., Kondo, K., Kopp, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kugathasan, R., Kuss, M., Kuzniak, M., la Commara, M., Lai, M., Langrock, S., Lebois, M., Lehnert, B., Li, X., Liqiang, Q., Lissia, M., Lodi, G. U., Longo, G., Lussana, R., Luzzi, L., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marras, D., Martinez Rojas, A. D., Martoff, C. J., Mascia, M., Masoni, A., Mazzi, A., Mcdonald, A. B., Messina, A., Meyers, P. D., Miletic, T., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monroe, J., Morrocchi, M., Mroz, T., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Muscas, C., Musico, P., Nania, R., Napolitano, T., Navrer Agasson, A., Nessi, M., Nikulin, I., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Pal-Mas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Peeters, S., Pegoraro, P. A., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Pesudo, V., Picciau, E., Piemonte, C., Pietropaolo, F., Pocar, A., Pollman, T., Portaluppi, D., Poudel, S. S., Price, D., Pugachev, D. A., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Renshaw, A. L., Rescia, S., Rescigno, M., Retiere, F., Riffard, Q., Rivetti, A., Romani, A., Romero, L., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Sala, P., Salatino, P., Samoylov, O., Sanchez Garcia, E., Sanfilippo, S., Sant, M., Santone, D., San-Torelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Shchagin, A., She-Myakina, E., Sheshukov, A., Siddhanta, S., Simeone, M., Singh, P. N., Skensved, P., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., So-Brero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stainforth, R., Stracka, S., Suffritti, G. B., Sulis, S., Suvorov, Y., Szelc, A. M., Tartaglia, R., Testera, G., Thorpe, T., Tonazzo, A., Tosi, A., Unzhakov, E. V., Usai, G., Vacca, A., Vazquez-Jauregui, E., Verducci, M., Viant, T., Viel, S., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, R. B., Wada, M., Wahl, J., Walding, J. J., Wang, H., Wang, Y., Westerdale, S., Wheadon, R. J., Williams, R., Wilson, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Zuzel, G., Caminata, A, Aalseth, C, Abdelhakim, S, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Amaudruz, P, Ameli, F, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Arpaia, P, Asner, D, Asunskis, A, Ave, M, Back, H, Barrado Olmedo, A, Batignani, G, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bottino, B, Boulay, M, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Castello, P, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cavuoti, S, Cebrian, S, Celano, B, Cereseto, R, Cheng, W, Chepurnov, A, Cicalo, C, Ci-Farelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Consiglio, L, Cossio, F, Covone, G, Crivelli, P, D'Antone, I, D'Incecco, M, D'Urso, D, da Rocha Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, de Candia, A, de Cecco, S, de Deo, M, de Falco, A, de Filippis, G, de Gruttola, D, de Guido, G, de Rosa, G, Dellacasa, G, Demontis, P, Depaquale, S, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Di Stefano, P, Dionisi, C, Dordei, F, Downing, M, Edalatfar, F, Empl, A, Fernandez Diaz, M, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franceschi, A, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Gal-Biati, C, Garcia Abia, P, Gascon Fora, D, Gendotti, A, Ghiano, C, Ghisi, A, Giagu, S, Giampa, P, Giampaolo, R, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Grab, M, Graciani Diaz, R, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Grobov, A, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Hackett, B, Hallin, A, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hubaut, F, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Ippolito, V, Jillings, C, Jimenez Cabre, S, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Kochanek, I, Kondo, K, Kopp, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kugathasan, R, Kuss, M, Kuzniak, M, la Commara, M, Lai, M, Langrock, S, Lebois, M, Lehnert, B, Li, X, Liqiang, Q, Lissia, M, Lodi, G, Longo, G, Lussana, R, Luzzi, L, Machado, A, Machulin, I, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marras, D, Martinez Rojas, A, Martoff, C, Mascia, M, Masoni, A, Mazzi, A, Mcdonald, A, Messina, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monroe, J, Morrocchi, M, Mroz, T, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Muscas, C, Musico, P, Nania, R, Napolitano, T, Navrer Agasson, A, Nessi, M, Nikulin, I, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Pal-Mas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Peeters, S, Pegoraro, P, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Pesudo, V, Picciau, E, Piemonte, C, Pietropaolo, F, Pocar, A, Pollman, T, Portaluppi, D, Poudel, S, Price, D, Pugachev, D, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Renshaw, A, Rescia, S, Rescigno, M, Retiere, F, Riffard, Q, Rivetti, A, Romani, A, Romero, L, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Sala, P, Salatino, P, Samoylov, O, Sanchez Garcia, E, Sanfilippo, S, Sant, M, Santone, D, San-Torelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Shchagin, A, She-Myakina, E, Sheshukov, A, Siddhanta, S, Simeone, M, Singh, P, Skensved, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, So-Brero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stainforth, R, Stracka, S, Suffritti, G, Sulis, S, Suvorov, Y, Szelc, A, Tartaglia, R, Testera, G, Thorpe, T, Tonazzo, A, Tosi, A, Unzhakov, E, Usai, G, Vacca, A, Vazquez-Jauregui, E, Verducci, M, Viant, T, Viel, S, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, R, Wada, M, Wahl, J, Walding, J, Wang, H, Wang, Y, Westerdale, S, Wheadon, R, Williams, R, Wilson, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, and Zuzel, G

Subjects
Physics, Particle physics, Time projection chamber, Argon, Dark matter, Detector, chemistry.chemical_element, Galaxie, Germanium compound, Silicon photomultiplier, WIMP, chemistry, Dark Matter, Neutrino, Low Mass, Liquefied gases
Abstract

DarkSide uses a dual-phase Liquid Argon Time Projection Chamber (TPC) to search for WIMP dark matter. The paper will present the latest result on the search for low mass (MW IMP < 20 Gev/c2) and high mass (MW IMP > 100 Gev/c2) WIMPs from the current experiment, DarkSide-50, running since mid 2015 a 50-kg-active-mass TPC, filled with argon from an underground source. The next stage of the DarkSide program will be a new generation experiment involving a global collaboration from all the current Argon based experiments. DarkSide-20k, is designed as a 20-tonne fiducial mass TPC with SiPM based photosensors, expected to be free of any background for an exposure of >100 ton x years. Like its predecessor DarkSide-20k will be housed at the Gran Sasso (LNGS) underground laboratory, and it is expected to attain a WIMP-nucleon cross section exclusion sensitivity of 10−47 cm2 for a WIMP mass of 1 TeV /c2 in a 5 yr run. A subsequent objective, towards the end of the next decade, will be the construction of the ultimate detector, ARGO, with a 300 t fiducial mass to push the sensitivity to the neutrino floor region for high mass WIMPs. The combination of the three experiments, part of a single family, will cover completely the WIMP hypothesis from 1 GeV /c2 to several hundreds of TeV /c2 masses.

Published
2019

13. DarkSide-50 results and the future liquid argon dark matter program

Author

Caminata, A, Aalseth, C, Abdelhakim, S, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Amaudruz, P, Ameli, F, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Arpaia, P, Asner, D, Asunskis, A, Ave, M, Back, H, Barrado Olmedo, A, Batignani, G, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bottino, B, Boulay, M, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Castello, P, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cavuoti, S, Cebrian, S, Celano, B, Cereseto, R, Cheng, W, Chepurnov, A, Cicalo, C, Ci-Farelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Consiglio, L, Cossio, F, Covone, G, Crivelli, P, D'Antone, I, D'Incecco, M, D'Urso, D, da Rocha Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, de Candia, A, de Cecco, S, de Deo, M, de Falco, A, de Filippis, G, de Gruttola, D, de Guido, G, de Rosa, G, Dellacasa, G, Demontis, P, Depaquale, S, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Di Stefano, P, Dionisi, C, Dordei, F, Downing, M, Edalatfar, F, Empl, A, Fernandez Diaz, M, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franceschi, A, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Gal-Biati, C, Garcia Abia, P, Gascon Fora, D, Gendotti, A, Ghiano, C, Ghisi, A, Giagu, S, Giampa, P, Giampaolo, R, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Grab, M, Graciani Diaz, R, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Grobov, A, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Hackett, B, Hallin, A, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hubaut, F, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Ippolito, V, Jillings, C, Jimenez Cabre, S, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Kochanek, I, Kondo, K, Kopp, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kugathasan, R, Kuss, M, Kuzniak, M, la Commara, M, Lai, M, Langrock, S, Lebois, M, Lehnert, B, Li, X, Liqiang, Q, Lissia, M, Lodi, G, Longo, G, Lussana, R, Luzzi, L, Machado, A, Machulin, I, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marras, D, Martinez Rojas, A, Martoff, C, Mascia, M, Masoni, A, Mazzi, A, Mcdonald, A, Messina, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monroe, J, Morrocchi, M, Mroz, T, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Muscas, C, Musico, P, Nania, R, Napolitano, T, Navrer Agasson, A, Nessi, M, Nikulin, I, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Pal-Mas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Peeters, S, Pegoraro, P, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Pesudo, V, Picciau, E, Piemonte, C, Pietropaolo, F, Pocar, A, Pollman, T, Portaluppi, D, Poudel, S, Price, D, Pugachev, D, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Renshaw, A, Rescia, S, Rescigno, M, Retiere, F, Riffard, Q, Rivetti, A, Romani, A, Romero, L, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Sala, P, Salatino, P, Samoylov, O, Sanchez Garcia, E, Sanfilippo, S, Sant, M, Santone, D, San-Torelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Shchagin, A, She-Myakina, E, Sheshukov, A, Siddhanta, S, Simeone, M, Singh, P, Skensved, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, So-Brero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stainforth, R, Stracka, S, Suffritti, G, Sulis, S, Suvorov, Y, Szelc, A, Tartaglia, R, Testera, G, Thorpe, T, Tonazzo, A, Tosi, A, Unzhakov, E, Usai, G, Vacca, A, Vazquez-Jauregui, E, Verducci, M, Viant, T, Viel, S, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, R, Wada, M, Wahl, J, Walding, J, Wang, H, Wang, Y, Westerdale, S, Wheadon, R, Williams, R, Wilson, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, Zuzel, G, Caminata A., Aalseth C. E., Abdelhakim S., Acerbi F., Agnes P., Albuquerque I. F. M., Alexander T., Alici A., Alton A. K., Amaudruz P., Ameli F., Antonioli P., Arcelli S., Ardito R., Arnquist I. J., Arpaia P., Asner D. M., Asunskis A., Ave M., Back H. O., Barrado Olmedo A., Batignani G., Bisogni M. G., Bocci V., Bondar A., Bonfini G., Bonivento W., Bottino B., Boulay M. G., Bunker R., Bussino S., Buzulutskov A., Cadeddu M., Cadoni M., Canci N., Candela A., Cantini C., Caravati M., Cariello M., Carpinelli M., Castellani A., Castello P., Catalanotti S., Cataudella V., Cavalcante P., Cavuoti S., Cebrian S., Celano B., Cereseto R., Cheng W., Chepurnov A., Cicalo C., Ci-Farelli L., Citterio M., Cocco A. G., Colocci M., Consiglio L., Cossio F., Covone G., Crivelli P., D'Antone I., D'Incecco M., D'Urso D., da Rocha Rolo M. D., Daniel M., Davini S., de Candia A., de Cecco S., de Deo M., de Falco A., de Filippis G., de Gruttola D., de Guido G., de Rosa G., Dellacasa G., Demontis P., DePaquale S., Derbin A. V., Devoto A., Di Eusanio F., Di Pietro G., Di Stefano P., Dionisi C., Dordei F., Downing M., Edalatfar F., Empl A., Fernandez Diaz M., Ferri A., Filip C., Fiorillo G., Fomenko K., Franceschi A., Franco D., Froudakis G. E., Gabriele F., Gabrieli A., Gal-Biati C., Garcia Abia P., Gascon Fora D., Gendotti A., Ghiano C., Ghisi A., Giagu S., Giampa P., Giampaolo R. A., Giganti C., Giorgi M. A., Giovanetti G. K., Gligan M. L., Gola A., Gorchakov O., Grab M., Graciani Diaz R., Granato F., Grassi M., Grate J. W., Grigoriev G. Y., Grobov A., Gromov M., Guan M., Guerra M. B. B., Guerzoni M., Gulino M., Haaland R. K., Hackett B. R., Hallin A., Harrop B., Hoppe E. W., Horikawa S., Hosseini B., Hubaut F., Humble P., Hungerford E. V., Ianni An., Ippolito V., Jillings C., Jimenez Cabre S., Keeter K., Kendziora C. L., Kim S., Kochanek I., Kondo K., Kopp G., Korablev D., Korga G., Kubankin A., Kugathasan R., Kuss M., Kuzniak M., la Commara M., Lai M., Langrock S., Lebois M., Lehnert B., Li X., Liqiang Q., Lissia M., Lodi G. U., Longo G., Lussana R., Luzzi L., Machado A. A., Machulin I. N., Mandarano A., Mapelli L., Marcante M., Margotti A., Mari S. M., Mariani M., Maricic J., Marinelli M., Marras D., Martinez Rojas A. D., Martoff C. J., Mascia M., Masoni A., Mazzi A., McDonald A. B., Messina A., Meyers P. D., Miletic T., Milincic R., Moggi A., Moioli S., Monroe J., Morrocchi M., Mroz T., Mu W., Muratova V. N., Murphy S., Muscas C., Musico P., Nania R., Napolitano T., Navrer Agasson A., Nessi M., Nikulin I., Nozdrina A. O., Nurakhov N. N., Oleinik A., Oleynikov V., Orsini M., Ortica F., Pagani L., Pallavicini M., Pal-Mas S., Pandola L., Pantic E., Paoloni E., Paternoster G., Pavletcov V., Pazzona F., Peeters S., Pegoraro P. A., Pelczar K., Pellegrini L. A., Pelliccia N., Perotti F., Pesudo V., Picciau E., Piemonte C., Pietropaolo F., Pocar A., Pollman T., Portaluppi D., Poudel S. S., Price D., Pugachev D. A., Radics B., Raffaelli F., Ragusa F., Razeti M., Razeto A., Regazzoni V., Regenfus C., Renshaw A. L., Rescia S., Rescigno M., Retiere F., Riffard Q., Rivetti A., Romani A., Romero L., Rossi N., Rubbia A., Sablone D., Sala P., Salatino P., Samoylov O., Sanchez Garcia E., Sanfilippo S., Sant M., Santone D., San-Torelli R., Savarese C., Scapparone E., Schlitzer B., Scioli G., Segreto E., Seifert A., Semenov D. A., Shchagin A., She-Myakina E., Sheshukov A., Siddhanta S., Simeone M., Singh P. N., Skensved P., Skorokhvatov M. D., Smirnov O., So-Brero G., Sokolov A., Sotnikov A., Stainforth R., Stracka S., Suffritti G. B., Sulis S., Suvorov Y., Szelc A. M., Tartaglia R., Testera G., Thorpe T., Tonazzo A., Tosi A., Unzhakov E. V., Usai G., Vacca A., Vazquez-Jauregui E., Verducci M., Viant T., Viel S., Villa F., Vishneva A., Vogelaar R. B., Wada M., Wahl J., Walding J. J., Wang H., Wang Y., Westerdale S., Wheadon R. J., Williams R., Wilson J., Wojcik M., Wu S., Xiao X., Yang C., Ye Z., Zuzel G., Caminata, A, Aalseth, C, Abdelhakim, S, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Amaudruz, P, Ameli, F, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Arpaia, P, Asner, D, Asunskis, A, Ave, M, Back, H, Barrado Olmedo, A, Batignani, G, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bottino, B, Boulay, M, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Castello, P, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cavuoti, S, Cebrian, S, Celano, B, Cereseto, R, Cheng, W, Chepurnov, A, Cicalo, C, Ci-Farelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Consiglio, L, Cossio, F, Covone, G, Crivelli, P, D'Antone, I, D'Incecco, M, D'Urso, D, da Rocha Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, de Candia, A, de Cecco, S, de Deo, M, de Falco, A, de Filippis, G, de Gruttola, D, de Guido, G, de Rosa, G, Dellacasa, G, Demontis, P, Depaquale, S, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Di Stefano, P, Dionisi, C, Dordei, F, Downing, M, Edalatfar, F, Empl, A, Fernandez Diaz, M, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franceschi, A, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Gal-Biati, C, Garcia Abia, P, Gascon Fora, D, Gendotti, A, Ghiano, C, Ghisi, A, Giagu, S, Giampa, P, Giampaolo, R, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Grab, M, Graciani Diaz, R, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Grobov, A, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Hackett, B, Hallin, A, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hubaut, F, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Ippolito, V, Jillings, C, Jimenez Cabre, S, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Kochanek, I, Kondo, K, Kopp, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kugathasan, R, Kuss, M, Kuzniak, M, la Commara, M, Lai, M, Langrock, S, Lebois, M, Lehnert, B, Li, X, Liqiang, Q, Lissia, M, Lodi, G, Longo, G, Lussana, R, Luzzi, L, Machado, A, Machulin, I, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marras, D, Martinez Rojas, A, Martoff, C, Mascia, M, Masoni, A, Mazzi, A, Mcdonald, A, Messina, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monroe, J, Morrocchi, M, Mroz, T, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Muscas, C, Musico, P, Nania, R, Napolitano, T, Navrer Agasson, A, Nessi, M, Nikulin, I, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Pal-Mas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Peeters, S, Pegoraro, P, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Pesudo, V, Picciau, E, Piemonte, C, Pietropaolo, F, Pocar, A, Pollman, T, Portaluppi, D, Poudel, S, Price, D, Pugachev, D, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Renshaw, A, Rescia, S, Rescigno, M, Retiere, F, Riffard, Q, Rivetti, A, Romani, A, Romero, L, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Sala, P, Salatino, P, Samoylov, O, Sanchez Garcia, E, Sanfilippo, S, Sant, M, Santone, D, San-Torelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Shchagin, A, She-Myakina, E, Sheshukov, A, Siddhanta, S, Simeone, M, Singh, P, Skensved, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, So-Brero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stainforth, R, Stracka, S, Suffritti, G, Sulis, S, Suvorov, Y, Szelc, A, Tartaglia, R, Testera, G, Thorpe, T, Tonazzo, A, Tosi, A, Unzhakov, E, Usai, G, Vacca, A, Vazquez-Jauregui, E, Verducci, M, Viant, T, Viel, S, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, R, Wada, M, Wahl, J, Walding, J, Wang, H, Wang, Y, Westerdale, S, Wheadon, R, Williams, R, Wilson, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, Zuzel, G, Caminata A., Aalseth C. E., Abdelhakim S., Acerbi F., Agnes P., Albuquerque I. F. M., Alexander T., Alici A., Alton A. K., Amaudruz P., Ameli F., Antonioli P., Arcelli S., Ardito R., Arnquist I. J., Arpaia P., Asner D. M., Asunskis A., Ave M., Back H. O., Barrado Olmedo A., Batignani G., Bisogni M. G., Bocci V., Bondar A., Bonfini G., Bonivento W., Bottino B., Boulay M. G., Bunker R., Bussino S., Buzulutskov A., Cadeddu M., Cadoni M., Canci N., Candela A., Cantini C., Caravati M., Cariello M., Carpinelli M., Castellani A., Castello P., Catalanotti S., Cataudella V., Cavalcante P., Cavuoti S., Cebrian S., Celano B., Cereseto R., Cheng W., Chepurnov A., Cicalo C., Ci-Farelli L., Citterio M., Cocco A. G., Colocci M., Consiglio L., Cossio F., Covone G., Crivelli P., D'Antone I., D'Incecco M., D'Urso D., da Rocha Rolo M. D., Daniel M., Davini S., de Candia A., de Cecco S., de Deo M., de Falco A., de Filippis G., de Gruttola D., de Guido G., de Rosa G., Dellacasa G., Demontis P., DePaquale S., Derbin A. V., Devoto A., Di Eusanio F., Di Pietro G., Di Stefano P., Dionisi C., Dordei F., Downing M., Edalatfar F., Empl A., Fernandez Diaz M., Ferri A., Filip C., Fiorillo G., Fomenko K., Franceschi A., Franco D., Froudakis G. E., Gabriele F., Gabrieli A., Gal-Biati C., Garcia Abia P., Gascon Fora D., Gendotti A., Ghiano C., Ghisi A., Giagu S., Giampa P., Giampaolo R. A., Giganti C., Giorgi M. A., Giovanetti G. K., Gligan M. L., Gola A., Gorchakov O., Grab M., Graciani Diaz R., Granato F., Grassi M., Grate J. W., Grigoriev G. Y., Grobov A., Gromov M., Guan M., Guerra M. B. B., Guerzoni M., Gulino M., Haaland R. K., Hackett B. R., Hallin A., Harrop B., Hoppe E. W., Horikawa S., Hosseini B., Hubaut F., Humble P., Hungerford E. V., Ianni An., Ippolito V., Jillings C., Jimenez Cabre S., Keeter K., Kendziora C. L., Kim S., Kochanek I., Kondo K., Kopp G., Korablev D., Korga G., Kubankin A., Kugathasan R., Kuss M., Kuzniak M., la Commara M., Lai M., Langrock S., Lebois M., Lehnert B., Li X., Liqiang Q., Lissia M., Lodi G. U., Longo G., Lussana R., Luzzi L., Machado A. A., Machulin I. N., Mandarano A., Mapelli L., Marcante M., Margotti A., Mari S. M., Mariani M., Maricic J., Marinelli M., Marras D., Martinez Rojas A. D., Martoff C. J., Mascia M., Masoni A., Mazzi A., McDonald A. B., Messina A., Meyers P. D., Miletic T., Milincic R., Moggi A., Moioli S., Monroe J., Morrocchi M., Mroz T., Mu W., Muratova V. N., Murphy S., Muscas C., Musico P., Nania R., Napolitano T., Navrer Agasson A., Nessi M., Nikulin I., Nozdrina A. O., Nurakhov N. N., Oleinik A., Oleynikov V., Orsini M., Ortica F., Pagani L., Pallavicini M., Pal-Mas S., Pandola L., Pantic E., Paoloni E., Paternoster G., Pavletcov V., Pazzona F., Peeters S., Pegoraro P. A., Pelczar K., Pellegrini L. A., Pelliccia N., Perotti F., Pesudo V., Picciau E., Piemonte C., Pietropaolo F., Pocar A., Pollman T., Portaluppi D., Poudel S. S., Price D., Pugachev D. A., Radics B., Raffaelli F., Ragusa F., Razeti M., Razeto A., Regazzoni V., Regenfus C., Renshaw A. L., Rescia S., Rescigno M., Retiere F., Riffard Q., Rivetti A., Romani A., Romero L., Rossi N., Rubbia A., Sablone D., Sala P., Salatino P., Samoylov O., Sanchez Garcia E., Sanfilippo S., Sant M., Santone D., San-Torelli R., Savarese C., Scapparone E., Schlitzer B., Scioli G., Segreto E., Seifert A., Semenov D. A., Shchagin A., She-Myakina E., Sheshukov A., Siddhanta S., Simeone M., Singh P. N., Skensved P., Skorokhvatov M. D., Smirnov O., So-Brero G., Sokolov A., Sotnikov A., Stainforth R., Stracka S., Suffritti G. B., Sulis S., Suvorov Y., Szelc A. M., Tartaglia R., Testera G., Thorpe T., Tonazzo A., Tosi A., Unzhakov E. V., Usai G., Vacca A., Vazquez-Jauregui E., Verducci M., Viant T., Viel S., Villa F., Vishneva A., Vogelaar R. B., Wada M., Wahl J., Walding J. J., Wang H., Wang Y., Westerdale S., Wheadon R. J., Williams R., Wilson J., Wojcik M., Wu S., Xiao X., Yang C., Ye Z., and Zuzel G.

Abstract

DarkSide uses a dual-phase Liquid Argon Time Projection Chamber (TPC) to search for WIMP dark matter. The paper will present the latest result on the search for low mass (MW IMP < 20 Gev/c2) and high mass (MW IMP > 100 Gev/c2) WIMPs from the current experiment, DarkSide-50, running since mid 2015 a 50-kg-active-mass TPC, filled with argon from an underground source. The next stage of the DarkSide program will be a new generation experiment involving a global collaboration from all the current Argon based experiments. DarkSide-20k, is designed as a 20-tonne fiducial mass TPC with SiPM based photosensors, expected to be free of any background for an exposure of >100 ton x years. Like its predecessor DarkSide-20k will be housed at the Gran Sasso (LNGS) underground laboratory, and it is expected to attain a WIMP-nucleon cross section exclusion sensitivity of 10−47 cm2 for a WIMP mass of 1 TeV /c2 in a 5 yr run. A subsequent objective, towards the end of the next decade, will be the construction of the ultimate detector, ARGO, with a 300 t fiducial mass to push the sensitivity to the neutrino floor region for high mass WIMPs. The combination of the three experiments, part of a single family, will cover completely the WIMP hypothesis from 1 GeV /c2 to several hundreds of TeV /c2 masses.

Published
2019

15. Cryogenic Characterization of FBK RGB-HD SiPMs

Author

Aalseth, C, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Ampudia, P, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Batignani, G, Bertoldo, E, Bettarini, S, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Bottino, B, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Caminata, A, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cereseto, R, Chen, Y, Chepurnov, A, Chiavassa, A, Cicalò, C, Cifarelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Antone, I, D'Incecco, M, Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, Candia, A, Cecco, S, Deo, M, Filippis, G, Guido, G, Rosa, G, Dellacasa, G, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Eusanio, F, Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dormia, I, Dussoni, S, Empl, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Abia, P, Gendotti, A, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hughes, D, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Cabre, S, Johnson, T, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kugathasan, R, Kuss, M, Li, X, Lissia, M, Lodi, G, Loer, B, Longo, G, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marras, D, Martoff, C, Mascia, M, Messina, A, Meyers, P, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monasterio, S, Monroe, J, Monte, A, Morrocchi, M, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Nania, R, Napolitano, J, Agasson, A, Nikulin, I, Nosov, V, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Portaluppi, D, Poudel, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Randle, K, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Riffard, Q, Rivetti, A, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Salatino, P, Samoylov, O, Sands, W, Sant, M, Santorelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Sechi, E, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Serci, S, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Sheshukov, A, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, Sobrero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tartaglia, R, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Wahl, J, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Williams, R, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, Zappa, F, Zappalà, G, Zhu, C, Zichichi, A, Zuzel, G, Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Ampudia, P., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cereseto, R., Chen, Y., Chepurnov, A., Chiavassa, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Antone, I., D'Incecco, M., Rolo, M. D. Da Rocha, Daniel, M., Davini, S., Candia, A. De, Cecco, S. De, Deo, M. De, Filippis, G. De, Guido, G. De, Rosa, G. De, Dellacasa, G., Demontis, P., Derbin, A. V., Devoto, A., Eusanio, F. Di, Pietro, G. Di, Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Abia, P. Garcia, Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Cabre, S. Jimenez, Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kugathasan, R., Kuss, M., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marras, D., Martoff, C. J., Mascia, M., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monasterio, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Napolitano, J., Agasson, A. Navrer, Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Portaluppi, D., Poudel, S. S., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Randle, K., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Riffard, Q., Rivetti, A., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., Sands, W., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Sechi, E., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Serci, S., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., Zuzel, G., Aalseth, C, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Ampudia, P, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Batignani, G, Bertoldo, E, Bettarini, S, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Bottino, B, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Caminata, A, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cereseto, R, Chen, Y, Chepurnov, A, Chiavassa, A, Cicalò, C, Cifarelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Antone, I, D'Incecco, M, Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, Candia, A, Cecco, S, Deo, M, Filippis, G, Guido, G, Rosa, G, Dellacasa, G, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Eusanio, F, Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dormia, I, Dussoni, S, Empl, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Abia, P, Gendotti, A, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hughes, D, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Cabre, S, Johnson, T, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kugathasan, R, Kuss, M, Li, X, Lissia, M, Lodi, G, Loer, B, Longo, G, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marras, D, Martoff, C, Mascia, M, Messina, A, Meyers, P, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monasterio, S, Monroe, J, Monte, A, Morrocchi, M, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Nania, R, Napolitano, J, Agasson, A, Nikulin, I, Nosov, V, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Portaluppi, D, Poudel, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Randle, K, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Riffard, Q, Rivetti, A, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Salatino, P, Samoylov, O, Sands, W, Sant, M, Santorelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Sechi, E, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Serci, S, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Sheshukov, A, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, Sobrero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tartaglia, R, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Wahl, J, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Williams, R, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, Zappa, F, Zappalà, G, Zhu, C, Zichichi, A, Zuzel, G, Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Ampudia, P., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cereseto, R., Chen, Y., Chepurnov, A., Chiavassa, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Antone, I., D'Incecco, M., Rolo, M. D. Da Rocha, Daniel, M., Davini, S., Candia, A. De, Cecco, S. De, Deo, M. De, Filippis, G. De, Guido, G. De, Rosa, G. De, Dellacasa, G., Demontis, P., Derbin, A. V., Devoto, A., Eusanio, F. Di, Pietro, G. Di, Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Abia, P. Garcia, Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Cabre, S. Jimenez, Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kugathasan, R., Kuss, M., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marras, D., Martoff, C. J., Mascia, M., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monasterio, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Napolitano, J., Agasson, A. Navrer, Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Portaluppi, D., Poudel, S. S., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Randle, K., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Riffard, Q., Rivetti, A., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., Sands, W., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Sechi, E., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Serci, S., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., and Zuzel, G.

Abstract

We report on the cryogenic characterization of Red Green Blue - High Density (RGB-HD) SiPMs developed at Fondazione Bruno Kessler (FBK) as part of the DarkSide program of dark matter searches with liquid argon time projection chambers. A cryogenic setup was used to operate the SiPMs at varying temperatures and a custom data acquisition system and analysis software were used to precisely characterize the primary dark noise, the correlated noise, and the gain of the devices. We demonstrate that FBK RGB-HD SiPMs with low quenching resistance (RGB-HD-LRq) can be operated from 40 K to 300 K with gains in the range 105 to 106 and noise rates at a level of around 1 Hz/mm2.

Published
2017

16. The DarkSide experiment

Author

Bottino, B, Aalseth, C, Acconcia, G, Acerbi, F, Agnes, P, Agostino, L, Albuquerque, I, Alexander, T, Alton, A, Ampudia, P, Ardito, R, Arisaka, K, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Baldin, B, Batignani, G, Biery, K, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Brigatti, A, Brodsky, J, Budano, F, Bunker, R, Bussino, S, Buttafava, M, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Calandri, N, Calaprice, F, Calvo, J, Campajola, L, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Cao, H, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cavalcante, P, Chepurnov, A, Cicalò, C, Citterio, M, Cocco, A, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Angelo, D, D'Incecco, M, Daniel, M, Davini, S, De Cecco, S, De Deo, M, De Guido, G, De Vincenzi, M, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dromia, I, Dussoni, S, Edkins, E, Empl, A, Fan, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Forster, G, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Gendotti, A, Ghioni, M, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovannetti, G, Gligan, M, Gola, A, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Gromov, M, Guan, M, Guardincerri, Y, Gulinatti, A, Haaland, R, Hackett, B, Harrop, B, Herner, K, Hoppe, E, Horikawa, S, Hungerford, E, Ianni, A, Ivashchuk, O, James, I, Johnson, T, Jollet, C, Keeter, K, Kendziora, C, Kobychev, V, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kuss, M, Lissia, M, Li, X, Lodi, G, Lombardi, P, Longo, G, Loverre, P, Luitz, S, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marini, L, Martoff, C, Mascia, M, Meregaglia, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Miller, J, Moioli, S, Monasterio, S, Montanari, D, Monte, A, Montuschi, M, Monzani, M, Morrocchi, M, Mosteiro, P, Mount, B, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Napolitano, J, Nelson, A, Nosov, V, Nurakhov, N, Odrowski, S, Oleinik, A, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pantic, E, Paoloni, E, Parmeggiano, S, Paternoster, G, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perasso, S, Peronio, P, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Pordes, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Randle, K, Ranucci, G, Razeti, M, Razeto, A, Rech, I, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Ricotti, M, Riffard, Q, Rizzardini, S, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rountree, D, Rubbia, A, Ruggeri, A, Sablone, D, Saggese, P, Salatino, P, Salemme, L, Sands, W, Sangiorgio, S, Sant, M, Santorelli, R, Sanzaro, M, Savarese, C, Sechi, E, Segreto, E, Semenov, D, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Shields, E, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smallcomb, M, Smirnov, O, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tamborini, D, Tartaglia, R, Tatarowicz, J, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xu, J, Yang, C, Yoo, J, Zappa, F, Zappalà, G, Zavatarelli, S, Zec, A, Zhong, W, Zhu, C, Zullo, A, Zullo, M, Zuzel, G, Bottino, B., Aalseth, C. E., Acconcia, G., Acerbi, F., Agnes, P., Agostino, L., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alton, A., Ampudia, P., Ardito, R., Arisaka, K., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Baldin, B., Batignani, G., Biery, K., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Brigatti, A., Brodsky, J., Budano, F., Bunker, R., Bussino, S., Buttafava, M., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calandri, N., Calaprice, F., Calvo, J., Campajola, L., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Cao, H., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cavalcante, P., Chepurnov, A., Cicalò, C., Citterio, M., Cocco, A. G., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Angelo, D., D'Incecco, M., Daniel, M., Davini, S., De Cecco, S., De Deo, M., De Guido, G., De Vincenzi, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dromia, I., Dussoni, S., Edkins, E., Empl, A., Fan, A., Ferri, A., Filip, C. O., Fiorillo, G., Fomenko, K., Forster, G., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Gendotti, A., Ghioni, M., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovannetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Goretti, A., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Gromov, M., Guan, M., Guardincerri, Y., Gulinatti, A., Haaland, R. K., Hackett, B., Harrop, B., Herner, K., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hungerford, E., Ianni, Al., Ianni, An., Ivashchuk, O., James, I., Johnson, T. N., Jollet, C., Keeter, K., Kendziora, C., Kobychev, V., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M. W., Lissia, M., Li, X., Lodi, G. U., Lombardi, P., Longo, G., Loverre, P., Luitz, S., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Mari, S., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marini, L., Martoff, C. J., Mascia, M., Meregaglia, A., Meyers, P. D., Miletic, T., Milincic, R., Miller, J. D., Moioli, S., Monasterio, S., Montanari, D., Monte, A., Montuschi, M., Monzani, M. E., Morrocchi, M., Mosteiro, P., Mount, B., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Napolitano, J., Nelson, A., Nosov, V., Nurakhov, N. N., Odrowski, S., Oleinik, A., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pantic, E., Paoloni, E., Parmeggiano, S., Paternoster, G., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perasso, S., Peronio, P., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pordes, S., Pugachev, D., Qian, H., Radics, B., Randle, K., Ranucci, G., Razeti, M., Razeto, A., Rech, I., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A., Rescigno, M., Ricotti, M., Riffard, Q., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rountree, D., Rubbia, A., Ruggeri, A., Sablone, D., Saggese, P., Salatino, P., Salemme, L., Sands, W., Sangiorgio, S., Sant, M., Santorelli, R., Sanzaro, M., Savarese, C., Sechi, E., Segreto, E., Semenov, D., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Shields, E., Simeone, M., Singh, P. N., Skorokhvatov, M., Smallcomb, M., Smirnov, O., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tamborini, D., Tartaglia, R., Tatarowicz, J., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiang, X., Xu, J., Yang, C., Yoo, J., Zappa, F., Zappalà, G., Zavatarelli, S., Zec, A., Zhong, W., Zhu, C., Zullo, A., Zullo, M., Zuzel, G., Bottino, B, Aalseth, C, Acconcia, G, Acerbi, F, Agnes, P, Agostino, L, Albuquerque, I, Alexander, T, Alton, A, Ampudia, P, Ardito, R, Arisaka, K, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Baldin, B, Batignani, G, Biery, K, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Brigatti, A, Brodsky, J, Budano, F, Bunker, R, Bussino, S, Buttafava, M, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Calandri, N, Calaprice, F, Calvo, J, Campajola, L, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Cao, H, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cavalcante, P, Chepurnov, A, Cicalò, C, Citterio, M, Cocco, A, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Angelo, D, D'Incecco, M, Daniel, M, Davini, S, De Cecco, S, De Deo, M, De Guido, G, De Vincenzi, M, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dromia, I, Dussoni, S, Edkins, E, Empl, A, Fan, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Forster, G, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Gendotti, A, Ghioni, M, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovannetti, G, Gligan, M, Gola, A, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Gromov, M, Guan, M, Guardincerri, Y, Gulinatti, A, Haaland, R, Hackett, B, Harrop, B, Herner, K, Hoppe, E, Horikawa, S, Hungerford, E, Ianni, A, Ivashchuk, O, James, I, Johnson, T, Jollet, C, Keeter, K, Kendziora, C, Kobychev, V, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kuss, M, Lissia, M, Li, X, Lodi, G, Lombardi, P, Longo, G, Loverre, P, Luitz, S, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marini, L, Martoff, C, Mascia, M, Meregaglia, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Miller, J, Moioli, S, Monasterio, S, Montanari, D, Monte, A, Montuschi, M, Monzani, M, Morrocchi, M, Mosteiro, P, Mount, B, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Napolitano, J, Nelson, A, Nosov, V, Nurakhov, N, Odrowski, S, Oleinik, A, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pantic, E, Paoloni, E, Parmeggiano, S, Paternoster, G, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perasso, S, Peronio, P, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Pordes, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Randle, K, Ranucci, G, Razeti, M, Razeto, A, Rech, I, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Ricotti, M, Riffard, Q, Rizzardini, S, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rountree, D, Rubbia, A, Ruggeri, A, Sablone, D, Saggese, P, Salatino, P, Salemme, L, Sands, W, Sangiorgio, S, Sant, M, Santorelli, R, Sanzaro, M, Savarese, C, Sechi, E, Segreto, E, Semenov, D, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Shields, E, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smallcomb, M, Smirnov, O, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tamborini, D, Tartaglia, R, Tatarowicz, J, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xu, J, Yang, C, Yoo, J, Zappa, F, Zappalà, G, Zavatarelli, S, Zec, A, Zhong, W, Zhu, C, Zullo, A, Zullo, M, Zuzel, G, Bottino, B., Aalseth, C. E., Acconcia, G., Acerbi, F., Agnes, P., Agostino, L., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alton, A., Ampudia, P., Ardito, R., Arisaka, K., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Baldin, B., Batignani, G., Biery, K., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Brigatti, A., Brodsky, J., Budano, F., Bunker, R., Bussino, S., Buttafava, M., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calandri, N., Calaprice, F., Calvo, J., Campajola, L., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Cao, H., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cavalcante, P., Chepurnov, A., Cicalò, C., Citterio, M., Cocco, A. G., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Angelo, D., D'Incecco, M., Daniel, M., Davini, S., De Cecco, S., De Deo, M., De Guido, G., De Vincenzi, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dromia, I., Dussoni, S., Edkins, E., Empl, A., Fan, A., Ferri, A., Filip, C. O., Fiorillo, G., Fomenko, K., Forster, G., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Gendotti, A., Ghioni, M., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovannetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Goretti, A., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Gromov, M., Guan, M., Guardincerri, Y., Gulinatti, A., Haaland, R. K., Hackett, B., Harrop, B., Herner, K., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hungerford, E., Ianni, Al., Ianni, An., Ivashchuk, O., James, I., Johnson, T. N., Jollet, C., Keeter, K., Kendziora, C., Kobychev, V., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M. W., Lissia, M., Li, X., Lodi, G. U., Lombardi, P., Longo, G., Loverre, P., Luitz, S., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Mari, S., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marini, L., Martoff, C. J., Mascia, M., Meregaglia, A., Meyers, P. D., Miletic, T., Milincic, R., Miller, J. D., Moioli, S., Monasterio, S., Montanari, D., Monte, A., Montuschi, M., Monzani, M. E., Morrocchi, M., Mosteiro, P., Mount, B., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Napolitano, J., Nelson, A., Nosov, V., Nurakhov, N. N., Odrowski, S., Oleinik, A., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pantic, E., Paoloni, E., Parmeggiano, S., Paternoster, G., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perasso, S., Peronio, P., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pordes, S., Pugachev, D., Qian, H., Radics, B., Randle, K., Ranucci, G., Razeti, M., Razeto, A., Rech, I., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A., Rescigno, M., Ricotti, M., Riffard, Q., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rountree, D., Rubbia, A., Ruggeri, A., Sablone, D., Saggese, P., Salatino, P., Salemme, L., Sands, W., Sangiorgio, S., Sant, M., Santorelli, R., Sanzaro, M., Savarese, C., Sechi, E., Segreto, E., Semenov, D., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Shields, E., Simeone, M., Singh, P. N., Skorokhvatov, M., Smallcomb, M., Smirnov, O., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tamborini, D., Tartaglia, R., Tatarowicz, J., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiang, X., Xu, J., Yang, C., Yoo, J., Zappa, F., Zappalà, G., Zavatarelli, S., Zec, A., Zhong, W., Zhu, C., Zullo, A., Zullo, M., and Zuzel, G.

Abstract

DarkSide is a dark matter direct search experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). DarkSide is based on the detection of rare nuclear recoils possibly induced by hypothetical dark matter particles, which are supposed to be neutral, massive (m > 10 GeV) and weakly interactive (WIMP). The dark matter detector is a two-phase time projection chamber (TPC) filled with ultra-pure liquid argon. The TPC is placed inside a muon and a neutron active vetoes to suppress the background. Using argon as active target has many advantages, the key features are the strong discriminant power between nuclear and electron recoils, the spatial reconstruction and easy scalability to multi-tons size. At the moment DarkSide-50 is filled with ultra-pure argon, extracted from underground sources, and from April 2015 it is taking data in its final configuration. When combined with the preceding search with an atmospheric argon target, it is possible to set a 90% CL upper limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross section of 2.0×10 -44 cm2 for a WIMP mass of 100 GeV/c2. The next phase of the experiment, DarkSide-20k, will be the construction of a new detector with an active mass of ∼ 20 tons.

Published
2017

17. Cryogenic Characterization of FBK RGB-HD SiPMs

Author

Aalseth, C. E., primary, Acerbi, F., additional, Agnes, P., additional, Albuquerque, I. F. M., additional, Alexander, T., additional, Alici, A., additional, Alton, A. K., additional, Ampudia, P., additional, Antonioli, P., additional, Arcelli, S., additional, Ardito, R., additional, Arnquist, I. J., additional, Asner, D. M., additional, Back, H. O., additional, Batignani, G., additional, Bertoldo, E., additional, Bettarini, S., additional, Bisogni, M. G., additional, Bocci, V., additional, Bondar, A., additional, Bonfini, G., additional, Bonivento, W., additional, Bossa, M., additional, Bottino, B., additional, Bunker, R., additional, Bussino, S., additional, Buzulutskov, A., additional, Cadeddu, M., additional, Cadoni, M., additional, Caminata, A., additional, Canci, N., additional, Candela, A., additional, Cantini, C., additional, Caravati, M., additional, Cariello, M., additional, Carlini, M., additional, Carpinelli, M., additional, Castellani, A., additional, Catalanotti, S., additional, Cataudella, V., additional, Cavalcante, P., additional, Cereseto, R., additional, Chen, Y., additional, Chepurnov, A., additional, Chiavassa, A., additional, Cicalò, C., additional, Cifarelli, L., additional, Citterio, M., additional, Cocco, A. G., additional, Colocci, M., additional, Corgiolu, S., additional, Covone, G., additional, Crivelli, P., additional, D'Antone, I., additional, D'Incecco, M., additional, Rolo, M. D. Da Rocha, additional, Daniel, M., additional, Davini, S., additional, Candia, A. De, additional, Cecco, S. De, additional, Deo, M. De, additional, Filippis, G. De, additional, Guido, G. De, additional, Rosa, G. De, additional, Dellacasa, G., additional, Demontis, P., additional, Derbin, A. V., additional, Devoto, A., additional, Eusanio, F. Di, additional, Pietro, G. Di, additional, Dionisi, C., additional, Dolgov, A., additional, Dormia, I., additional, Dussoni, S., additional, Empl, A., additional, Ferri, A., additional, Filip, C., additional, Fiorillo, G., additional, Fomenko, K., additional, Franco, D., additional, Froudakis, G. E., additional, Gabriele, F., additional, Gabrieli, A., additional, Galbiati, C., additional, Abia, P. Garcia, additional, Gendotti, A., additional, Ghisi, A., additional, Giagu, S., additional, Gibertoni, G., additional, Giganti, C., additional, Giorgi, M., additional, Giovanetti, G. K., additional, Gligan, M. L., additional, Gola, A., additional, Gorchakov, O., additional, Goretti, A. M., additional, Granato, F., additional, Grassi, M., additional, Grate, J. W., additional, Grigoriev, G. Y., additional, Gromov, M., additional, Guan, M., additional, Guerra, M. B. B., additional, Guerzoni, M., additional, Gulino, M., additional, Haaland, R. K., additional, Harrop, B., additional, Hoppe, E. W., additional, Horikawa, S., additional, Hosseini, B., additional, Hughes, D., additional, Humble, P., additional, Hungerford, E. V., additional, Ianni, An., additional, Cabre, S. Jimenez, additional, Johnson, T. N., additional, Keeter, K., additional, Kendziora, C. L., additional, Kim, S., additional, Koh, G., additional, Korablev, D., additional, Korga, G., additional, Kubankin, A., additional, Kugathasan, R., additional, Kuss, M., additional, Li, X., additional, Lissia, M., additional, Lodi, G. U., additional, Loer, B., additional, Longo, G., additional, Lussana, R., additional, Luzzi, L., additional, Ma, Y., additional, Machado, A. A., additional, Machulin, I. N., additional, Mais, L., additional, Mandarano, A., additional, Mapelli, L., additional, Marcante, M., additional, Margotti, A., additional, Mari, S. M., additional, Mariani, M., additional, Maricic, J., additional, Marinelli, M., additional, Marras, D., additional, Martoff, C. J., additional, Mascia, M., additional, Messina, A., additional, Meyers, P. D., additional, Milincic, R., additional, Moggi, A., additional, Moioli, S., additional, Monasterio, S., additional, Monroe, J., additional, Monte, A., additional, Morrocchi, M., additional, Mu, W., additional, Muratova, V. N., additional, Murphy, S., additional, Musico, P., additional, Nania, R., additional, Napolitano, J., additional, Agasson, A. Navrer, additional, Nikulin, I., additional, Nosov, V., additional, Nozdrina, A. O., additional, Nurakhov, N. N., additional, Oleinik, A., additional, Oleynikov, V., additional, Orsini, M., additional, Ortica, F., additional, Pagani, L., additional, Pallavicini, M., additional, Palmas, S., additional, Pandola, L., additional, Pantic, E., additional, Paoloni, E., additional, Paternoster, G., additional, Pavletcov, V., additional, Pazzona, F., additional, Pelczar, K., additional, Pellegrini, L. A., additional, Pelliccia, N., additional, Perotti, F., additional, Perruzza, R., additional, Piemonte, C., additional, Pilo, F., additional, Pocar, A., additional, Portaluppi, D., additional, Poudel, S. S., additional, Pugachev, D. A., additional, Qian, H., additional, Radics, B., additional, Raffaelli, F., additional, Ragusa, F., additional, Randle, K., additional, Razeti, M., additional, Razeto, A., additional, Regazzoni, V., additional, Regenfus, C., additional, Reinhold, B., additional, Renshaw, A. L., additional, Rescigno, M., additional, Riffard, Q., additional, Rivetti, A., additional, Romani, A., additional, Romero, L., additional, Rossi, B., additional, Rossi, N., additional, Rubbia, A., additional, Sablone, D., additional, Salatino, P., additional, Samoylov, O., additional, Sands, W., additional, Sant, M., additional, Santorelli, R., additional, Savarese, C., additional, Scapparone, E., additional, Schlitzer, B., additional, Scioli, G., additional, Sechi, E., additional, Segreto, E., additional, Seifert, A., additional, Semenov, D. A., additional, Serci, S., additional, Shchagin, A., additional, Shekhtman, L., additional, Shemyakina, E., additional, Sheshukov, A., additional, Simeone, M., additional, Singh, P. N., additional, Skorokhvatov, M. D., additional, Smirnov, O., additional, Sobrero, G., additional, Sokolov, A., additional, Sotnikov, A., additional, Stanford, C., additional, Suffritti, G. B., additional, Suvorov, Y., additional, Tartaglia, R., additional, Testera, G., additional, Tonazzo, A., additional, Tosi, A., additional, Trinchese, P., additional, Unzhakov, E. V., additional, Vacca, A., additional, Verducci, M., additional, Viant, T., additional, Villa, F., additional, Vishneva, A., additional, Vogelaar, B., additional, Wada, M., additional, Wahl, J., additional, Walker, S., additional, Wang, H., additional, Wang, Y., additional, Watson, A. W., additional, Westerdale, S., additional, Wilhelmi, J., additional, Williams, R., additional, Wojcik, M. M., additional, Wu, S., additional, Xiang, X., additional, Xiao, X., additional, Yang, C., additional, Ye, Z., additional, Zappa, F., additional, Zappalà, G., additional, Zhu, C., additional, Zichichi, A., additional, and Zuzel, G., additional

Published
2017
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18. A Two-Phase Emission Liquid Xe Detector for Study of Low-Ionization Events at the Research Reactor IRT MEPhI

Author

Akimov, D. Yu., primary, Alexandrov, I. S., additional, Belov, V. A., additional, Bolozdynya, A. I., additional, Burenkov, A. A., additional, Chepurnov, A. S., additional, Danilov, M. V., additional, Efremenko, Yu. V., additional, Etenko, A. V., additional, Gromov, M. B., additional, Gulin, M. A., additional, Ivakhin, S. V., additional, Kaplin, V. A., additional, Karelin, A. K., additional, Khromov, A. V., additional, Kirsanov, M. A., additional, Klimanov, S. G., additional, Kobyakin, A. S., additional, Konovalov, A. M., additional, Kovalenko, A. G., additional, Krakhmalova, T. D., additional, Kuchenkov, A. V., additional, Kumpan, A. V., additional, Lukyanchenko, G. A., additional, Melikyan, Yu. A., additional, Nikolaev, R. I., additional, Nurakhov, N. N., additional, Rudik, D. G., additional, Saldikov, I. S., additional, Skorokhvatov, M. D., additional, Sosnovtsev, V. V., additional, Stekhanov, V. N., additional, and Tikhomirov, G. V., additional

Published
2015
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20. Prospects for observation of neutrino-nuclear neutral current coherent scattering with two-phase Xenon emission detector

Author

Akimov, D Yu, primary, Alexandrov, I S, additional, Aleshin, V I, additional, Belov, V A, additional, Bolozdynya, A I, additional, Burenkov, A A, additional, Chepurnov, A S, additional, Danilov, M V, additional, Derbin, A V, additional, Dmitrenko, V V, additional, Dolgolenko, A G, additional, Efremenko, Yu V, additional, Etenko, A V, additional, Gromov, M B, additional, Gulin, M A, additional, Ivakhin, S V, additional, Kantserov, V A, additional, Kaplin, V A, additional, Karelin, A K, additional, Khromov, A V, additional, Kirsanov, M A, additional, Klimanov, S G, additional, Kobyakin, A S, additional, Konovalov, A M, additional, Kovalenko, A G, additional, Kopeikin, V I, additional, Krakhmalova, T D, additional, Kuchenkov, A V, additional, Kumpan, A V, additional, Litvinovich, E A, additional, Lukyanchenko, G A, additional, Machulin, I N, additional, Martemyanov, V P, additional, Nurakhov, N N, additional, Rudik, D G, additional, Saldikov, I S, additional, Skorokhatov, M D, additional, Sosnovtsev, V V, additional, Stekhanov, V N, additional, Sukhotin, S V, additional, Tarasenkov, V G, additional, Tikhomirov, G V, additional, and Zeldovich, O Ya, additional

Published
2013
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21. DarkSide-20k: A 20 tonne two-phase LAr TPC for direct dark matter detection at LNGS

Author

Craig E. Aalseth, P. F. Loverre, T. Viant, Fabrizio Giulio Luca Pilo, A. Vishneva, R. Perruzza, E. Segreto, P. Garcia Abia, T. N. Johnson, Manuel Colocci, Lelio Luzzi, R. Tartaglia, M. Bossa, S. Murphy, I. N. Machulin, M. Razeti, V. Pavletcov, M. Kuźniak, H. O. Back, N. Canci, P. D. Meyers, A.V. Shchagin, R. Cereseto, P. Skensved, Jocelyn Monroe, A. Buzulutskov, Davide Portaluppi, Giovanni Covone, G. Dellacasa, Vittorio Cataudella, P. Giampa, B. Rossi, D. Korablev, V. Pesudo, André Rubbia, Marco Pallavicini, Ivone F. M. Albuquerque, K. Fomenko, G. Fiorillo, G. Testera, K. Pelczar, A. Dolgov, F. Retiere, L. Shekhtman, George E. Froudakis, Mariano Cadoni, A. Moggi, L. Romero, M. La Commara, Aldo Ghisi, P. Cavalcante, S. Corgiolu, A. Oleinik, E. V. Hungerford, Cristiano Galbiati, Piero Salatino, D. D'Urso, M. Wada, Rosario Nania, M. Rescigno, Yuting Wang, T. Pollmann, Alan Watson, N. Rossi, C. J. Jillings, F. Gabriele, A. Empl, M. G. Boulay, S. Sanfilippo, A. Mandarano, S. J. M. Peeters, L. Pagani, M. D'Incecco, Alessandro Ferri, S. Westerdale, K. Keeter, R. Bunker, Claudio Piemonte, Andrea Alici, Federica Villa, D. Sablone, G. Di Pietro, Gilda Scioli, Allen Seifert, Marisa Gulino, P. Trinchese, G. Bonfini, S. Catalanotti, F. Granato, D. A. Semenov, M. Carlini, Luciano Pandola, A. Sotnikov, Min-Xin Guan, Alberto Tosi, H. Qian, M. D. Skorokhvatov, S. Bettarini, A. de Candia, An. Ianni, A. Sheshukov, W. Bonivento, V. Regazzoni, E. Pantic, F. Speziale, M. Mayer, Annalisa Vacca, X. Xiang, P. N. Singh, M. Gromov, S. Wu, A. G. Cocco, V. N. Muratova, B. Bottino, Andrea Gabrieli, Mario Giorgi, E. Sanchez Garcia, Jay W. Grate, Y. Suvorov, R. Milincic, G. Batignani, E. Bertoldo, M. Orsini, B. Radics, Giuseppe Longo, C. L. Kendziora, S. Bussino, M. Ave, V. Bocci, B. Reinhold, S. Dussoni, Eugenio Scapparone, A. L. Hallin, Richard M. Williams, S. Horikawa, B. Hosseini, S. Kim, D. Hughes, I. D'Antone, A. M. Goretti, A. S. Chepurnov, C. Giganti, I. J. Arnquist, Antonino Zichichi, A. Castellani, M. Fernandez Diaz, A. L. Renshaw, C. Filip, Silvia Arcelli, Fabio Acerbi, D. M. Asner, Monica Verducci, Marco Sant, Giovanni Paternoster, C. Dionisi, M. Da Rocha Rolo, S. Davini, C. J. Martoff, M. Marcante, M. Cadeddu, Paul H. Humble, E. Paoloni, Z. Ye, C. Cicalo, W. Mu, Laura A. Pellegrini, F. Pazzona, A. S. Kubankin, C. Savarese, G. Sobrero, Stefano Giagu, M. Caravati, A. A. Machado, Chung-Yao Yang, N. N. Nurakhov, G. Koh, Paolo Crivelli, M. Carpinelli, S. De Cecco, Fausto Ortica, G. De Rosa, I. Dormia, Federico Perotti, A. Yllera de Llano, Franco Zappa, J. Wahl, M. Guerzoni, Andrea Messina, Pietro Antonioli, Rudi Lussana, C. Cantini, Pierfranco Demontis, B. Vogelaar, O. Gorchakov, Angelo Rivetti, Simonetta Palmas, Hui Wang, Ben Loer, A. Devoto, J. Walding, Paolo Musico, Alberto Gola, G. Gibertoni, Thomas Alexander, I. Nikulin, D. A. Pugachev, R. Stainforth, A. Monte, A. V. Derbin, Andrey Sokolov, G. Zuzel, J. Maricic, A. B. McDonald, A. Zullo, L. Cifarelli, R. Santorelli, Giuseppe Baldovino Suffritti, Yanhui Ma, B. Schlitzer, Marino Simeone, Stefania Moioli, D. Franco, Michele Mascia, Mario Mariani, Raffaele Ardito, M. K. Daniel, C. Stanford, Mauro Citterio, A.E. Bondar, Caoxiang Zhu, O. Samoylov, Francesco Ragusa, R. K. Haaland, A. Gendotti, M. De Deo, G. Y. Grigoriev, A. Caminata, A. K. Alton, G. U. Lodi, G. Korga, Q. Riffard, M. Zullo, Xiujiang Li, Marco Grassi, M. Della Valle, C. Regenfus, Eric W. Hoppe, E. Vázquez-Jáuregui, L. Mapelli, Stefano Maria Mari, A. Tonazzo, A. Barrado Olmedo, V. Oleynikov, F. Di Eusanio, Maria Giuseppina Bisogni, B. J. Mount, Matteo Morrocchi, M. Kuss, E. Shemyakina, A. Candela, Aldo Romani, P. Agnes, G. K. Giovanetti, B. Lehnert, A. Razeto, Stefano Cavuoti, A. Navrer Agasson, V. Nosov, M. Cariello, N. Pelliccia, Simone Rizzardini, G. De Guido, M. Lissia, G. De Filippis, Marcin Wójcik, Anselmo Margotti, Xiang Xiao, Marcelo Braga Bueno Guerra, W. Sands, M. L. Gligan, A. O. Nozdrina, F. Raffaelli, G. Zappalà, A. Pocar, O. Smirnov, E. V. Unzhakov, B. Harrop, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bologna (INFN, Sezione di Bologna), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), LVMH Recherche, LVMH Moët Hennessy Louis Vuitton, Dipartimento di Scienze Fisiche [Naples], Università degli studi di Napoli Federico II, Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon (IRCELYON), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dipartimento di Meccanica, Matematica e Management Politecnico di Bari, AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Pisa] (INFN), Department of Electrical Engineering, University of Pavia, Laboratorio de Instrumentaçao, Engenharia Biomédica e Fisica da Radiaçao (LIBPhys-UNL), Departamento de Fìsica [Lisboa] (DF), Faculdade de Ciências e Tecnologia = School of Science & Technology (FCT NOVA), Universidade Nova de Lisboa = NOVA University Lisbon (NOVA)-Universidade Nova de Lisboa = NOVA University Lisbon (NOVA)-Faculdade de Ciências e Tecnologia = School of Science & Technology (FCT NOVA), Universidade Nova de Lisboa = NOVA University Lisbon (NOVA)-Universidade Nova de Lisboa = NOVA University Lisbon (NOVA), Paul Scherrer Institute (PSI), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli (INFN, Sezione di Napoli), Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes (BPMP), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Laboratoire de Biochimie et Biologie Moléculaire Végétales - UMR6134, Université Pascal Paoli (UPP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Geological Sciences, University of Michigan [Ann Arbor], University of Michigan System-University of Michigan System, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino (INFN, Sezione di Torino), Migration et différenciation des cellules souches hématopoiétiques = Migration and differentiation of hematopoietic stem cells (LBD-E06), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Laboratoire de Biologie du Développement (LBD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Microsystems Engineering [Freiburg] (IMTEK), University of Freiburg [Freiburg], Pondicherry Univrsity, Department of Earth Sciences, School of Physical, Chemical & Applied Sciences, Rhodes University, Grahamstown, inconnu, Inconnu, Key Lab of Computer System and Architecture, Institute of Computing Technology [Beijing] (ICT), Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS), Centre for Ultrahigh Bandwidth Devices for Optical Systems (CUDOS), Macquarie University, Laboratoire Géophysique et évaluation non destructive (IFSTTAR/GERS/GeoEND), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Ave, M., Back, H. O., Barrado Olmedo, A. I., Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Boulay, M., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cavuoti, S., Cereseto, R., Chepurnov, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D’Antone, I., D’Incecco, M., D’Urso, D., Da Rocha Rolo, M. D., Daniel, M., Davini, S., de Candia, A., De Cecco, S., De Deo, M., De Filippis, G., De Guido, G., De Rosa, G., Dellacasa, G., Della Valle, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Fernandez Diaz, M., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Garcia Abia, P., Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Giampa, P., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M. A., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Hallin, A., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Jillings, C., Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M., Kuźniak, M., La Commara, M., Lehnert, B., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Loverre, P., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Martoff, C. J., Mascia, M., Mayer, M., Mcdonald, A. B., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mount, B. J., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Navrer Agasson, A., Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Peeters, S., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Pesudo, V., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pollmann, T., Portaluppi, D., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Retière, F., Riffard, Q., Rivetti, A., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., Sánchez García, E., Sands, W., Sanfilippo, S., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skensved, P., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Speziale, F., Stainforth, R., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Vázquez-Jáuregui, E., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walding, J., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Yllera de Llano, A., Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., Zullo, M., Zullo, A., Zuzel, G., National Institute for Nuclear Physics (INFN), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de Catalyse et de Chimie du Solide - Site Artois (UCCS Artois), Université d'Artois (UA)-Université de Lille, Sciences et Technologies-Ecole Centrale de Lille-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT NOVA), Universidade Nova de Lisboa (NOVA)-Universidade Nova de Lisboa (NOVA)-Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT NOVA), Universidade Nova de Lisboa (NOVA)-Universidade Nova de Lisboa (NOVA), Université de Montpellier (UM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Corse, CNRS UMR6134 SPE, Laboratoire de Biochimie et Biologie Moléculaire Végétales, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Microsystems Engineering - IMTEK, Rhodes University, Aalseth, C, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Asner, D, Ave, M, Back, H, Barrado Olmedo, A, Batignani, G, Bertoldo, E, Bettarini, S, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Bottino, B, Boulay, M, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Caminata, A, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cavuoti, S, Cereseto, R, Chepurnov, A, Cicalo', C, Cifarelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D’Antone, I, D’Incecco, M, D’Urso, D, Da Rocha Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, de Candia, A, De Cecco, S, De Deo, M, De Filippis, G, De Guido, G, De Rosa, G, Dellacasa, G, Della Valle, M, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dormia, I, Dussoni, S, Empl, A, Fernandez Diaz, M, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Garcia Abia, P, Gendotti, A, Ghisi, A, Giagu, S, Giampa, P, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Hallin, A, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hughes, D, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Jillings, C, Johnson, T, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kuss, M, Kúzniak, M, La Commara, M, Lehnert, B, Li, X, Lissia, M, Lodi, G, Loer, B, Longo, G, Loverre, P, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Martoff, C, Mascia, M, Mayer, M, Mcdonald, A, Messina, A, Meyers, P, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monroe, J, Monte, A, Morrocchi, M, Mount, B, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Nania, R, Navrer Agasson, A, Nikulin, I, Nosov, V, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Peeters, S, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Perruzza, R, Pesudo, V, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Pollmann, T, Portaluppi, D, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Retière, F, Riffard, Q, Rivetti, A, Rizzardini, S, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Salatino, P, Samoylov, O, Sánchez García, E, Sands, W, Sanfilippo, S, Sant, M, Santorelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Sheshukov, A, Simeone, M, Singh, P, Skensved, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, Sobrero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Speziale, F, Stainforth, R, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tartaglia, R, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Vázquez-Jáuregui, E, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Wahl, J, Walding, J, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Williams, R, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, Yllera de Llano, A, Zappa, F, Zappalà, G, Zhu, C, Zichichi, A, Zullo, M, Zullo, A, Zuzel, G, University of Naples Federico II = Università degli studi di Napoli Federico II, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli Studi di Pavia = University of Pavia (UNIPV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Laboratoire de Biologie du Développement (LBD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Kúzniak, M., Trinchese, Pasquale, Aalseth, C.E., Albuquerque, I.F.M., Alton, A.K., Arnquist, I.J., Asner, D.M., Back, H.O., Barrado Olmedo, A.I., Bisogni, M.G., Cocco, A.G., Da Rocha Rolo, M.D., Froudakis, G.E., Giorgi, M.A., Giovanetti, G.K., Gligan, M.L., Goretti, A.M., Grate, J.W., Grigoriev, G.Y., Guerra, M.B.B., Haaland, R.K., Hoppe, E.W., Hungerford, E.V., Johnson, T.N., Kendziora, C.L., Lodi, G.U., Machado, A.A., Machulin, I.N., Mari, S.M., Martoff, C.J., McDonald, A.B., Meyers, P.D., Mount, B.J., Muratova, V.N., Nozdrina, A.O., Nurakhov, N.N., Pellegrini, L.A., Pugachev, D.A., Renshaw, A.L., Semenov, D.A., Singh, P.N., Skorokhvatov, M.D., Suffritti, G.B., Unzhakov, E.V., Watson, A.W., Wojcik, M.M., Unité de Catalyse et Chimie du Solide - Equipes du Site Artois (UCCS Artois), Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 (UCCS), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Ecole Centrale de Lille-Université d'Artois (UA)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Ecole Centrale de Lille-Université d'Artois (UA), Universidade Nova de Lisboa = NOVA University of Lisboa (NOVA)-Universidade Nova de Lisboa = NOVA University of Lisboa (NOVA)-Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT NOVA), and Universidade Nova de Lisboa = NOVA University of Lisboa (NOVA)-Universidade Nova de Lisboa = NOVA University of Lisboa (NOVA)

Subjects
Particle physics, VAPOR-PRESSURE, Physics - Instrumentation and Detectors, Solar neutrino, Dark matter, General Physics and Astronomy, FOS: Physical sciences, Scintillator, SCINTILLATION EFFICIENCY, 01 natural sciences, PROPERTIES, Nuclear physics, Physics and Astronomy (all), Silicon photomultiplier, WIMP, LIQUID-ARGON, RADIOACTIVITY, DESIGN, SEARCH, 0103 physical sciences, ISOTOPIC LIQUIDS, 010306 general physics, Cherenkov radiation, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Physics, [PHYS]Physics [physics], Time projection chamber, 010308 nuclear & particles physics, Detector, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), MODEL, THERMODYNAMIC, IONIZATION, Dark Matter – WIMP – Nobel Liquid Detector – Low-background Detectors – Liquid Scintillator – SiPM – Silicon Photomultiplier – Underground Argon – Low-radioactivity Argon, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract

Building on the successful experience in operating the DarkSide-50 detector, the DarkSide Collaboration is going to construct DarkSide-20k, a direct WIMP search detector using a two-phase Liquid Argon Time Projection Chamber (LAr TPC) with an active (fiducial) mass of 23 t (20 t). This paper describes a preliminary design for the experiment, in which the DarkSide-20k LAr TPC is deployed within a shield/veto with a spherical Liquid Scintillator Veto (LSV) inside a cylindrical Water Cherenkov Veto (WCV). This preliminary design provides a baseline for the experiment to achieve its physics goals, while further development work will lead to the final optimization of the detector parameters and an eventual technical design. Operation of DarkSide-50 demonstrated a major reduction in the dominant 39Ar background when using argon extracted from an underground source, before applying pulse shape analysis. Data from DarkSide-50, in combination with MC simulation and analytical modeling, shows that a rejection factor for discrimination between electron and nuclear recoils of $>3 \times 10^{9}$ is achievable. This, along with the use of the veto system and utilizing silicon photomultipliers in the LAr TPC, are the keys to unlocking the path to large LAr TPC detector masses, while maintaining an experiment in which less than $< 0.1$ events (other than $\nu$ -induced nuclear recoils) is expected to occur within the WIMP search region during the planned exposure. DarkSide-20k will have ultra-low backgrounds than can be measured in situ, giving sensitivity to WIMP-nucleon cross sections of $1.2 \times 10^{-47}$ cm2 ( $1.1 \times 10^{-46}$ cm2) for WIMPs of 1 TeV/c2 (10 TeV/c2) mass, to be achieved during a 5 yr run producing an exposure of 100 t yr free from any instrumental background.

Published
2018

22. Cryogenic Characterization of FBK RGB-HD SiPMs

Author

C. E. Aalseth, F. Acerbi, P. Agnes, I. F. M. Albuquerque, T. Alexander, A. Alici, A. K. Alton, P. Ampudia, P. Antonioli, S. Arcelli, R. Ardito, I. J. Arnquist, D. M. Asner, H. O. Back, G. Batignani, E. Bertoldo, S. Bettarini, M. G. Bisogni, V. Bocci, A. Bondar, G. Bonfini, W. Bonivento, M. Bossa, B. Bottino, R. Bunker, S. Bussino, A. Buzulutskov, M. Cadeddu, M. Cadoni, A. Caminata, N. Canci, A. Candela, C. Cantini, M. Caravati, M. Cariello, M. Carlini, M. Carpinelli, A. Castellani, S. Catalanotti, V. Cataudella, P. Cavalcante, R. Cereseto, Y. Chen, A. Chepurnov, A. Chiavassa, C. Cicalò, L. Cifarelli, M. Citterio, A. G. Cocco, M. Colocci, S. Corgiolu, G. Covone, P. Crivelli, I. D'Antone, M. D'Incecco, M. D. Da Rocha Rolo, M. Daniel, S. Davini, A. De Candia, S. De Cecco, M. De Deo, G. De Filippis, G. De Guido, G. De Rosa, G. Dellacasa, P. Demontis, A. V. Derbin, A. Devoto, F. Di Eusanio, G. Di Pietro, C. Dionisi, A. Dolgov, I. Dormia, S. Dussoni, A. Empl, A. Ferri, C. Filip, G. Fiorillo, K. Fomenko, D. Franco, G. E. Froudakis, F. Gabriele, A. Gabrieli, C. Galbiati, P. Garcia Abia, A. Gendotti, A. Ghisi, S. Giagu, G. Gibertoni, C. Giganti, M. Giorgi, G. K. Giovanetti, M. L. Gligan, A. Gola, O. Gorchakov, A. M. Goretti, F. Granato, M. Grassi, J. W. Grate, G. Y. Grigoriev, M. Gromov, M. Guan, M. B. B. Guerra, M. Guerzoni, M. Gulino, R. K. Haaland, B. Harrop, E. W. Hoppe, S. Horikawa, B. Hosseini, D. Hughes, P. Humble, E. V. Hungerford, An. Ianni, S. Jimenez Cabre, T. N. Johnson, K. Keeter, C. L. Kendziora, S. Kim, G. Koh, D. Korablev, G. Korga, A. Kubankin, R. Kugathasan, M. Kuss, X. Li, M. Lissia, G. U. Lodi, B. Loer, G. Longo, R. Lussana, L. Luzzi, Y. Ma, A. A. Machado, I. N. Machulin, L. Mais, A. Mandarano, L. Mapelli, M. Marcante, A. Margotti, S. M. Mari, M. Mariani, J. Maricic, M. Marinelli, D. Marras, C. J. Martoff, M. Mascia, A. Messina, P. D. Meyers, R. Milincic, A. Moggi, S. Moioli, S. Monasterio, J. Monroe, A. Monte, M. Morrocchi, W. Mu, V. N. Muratova, S. Murphy, P. Musico, R. Nania, J. Napolitano, A. Navrer Agasson, I. Nikulin, V. Nosov, A. O. Nozdrina, N. N. Nurakhov, A. Oleinik, V. Oleynikov, M. Orsini, F. Ortica, L. Pagani, M. Pallavicini, S. Palmas, L. Pandola, E. Pantic, E. Paoloni, G. Paternoster, V. Pavletcov, F. Pazzona, K. Pelczar, L. A. Pellegrini, N. Pelliccia, F. Perotti, R. Perruzza, C. Piemonte, F. Pilo, A. Pocar, D. Portaluppi, S. S. Poudel, D. A. Pugachev, H. Qian, B. Radics, F. Raffaelli, F. Ragusa, K. Randle, M. Razeti, A. Razeto, V. Regazzoni, C. Regenfus, B. Reinhold, A. L. Renshaw, M. Rescigno, Q. Riffard, A. Rivetti, A. Romani, L. Romero, B. Rossi, N. Rossi, A. Rubbia, D. Sablone, P. Salatino, O. Samoylov, W. Sands, M. Sant, R. Santorelli, C. Savarese, E. Scapparone, B. Schlitzer, G. Scioli, E. Sechi, E. Segreto, A. Seifert, D. A. Semenov, S. Serci, A. Shchagin, L. Shekhtman, E. Shemyakina, A. Sheshukov, M. Simeone, P. N. Singh, M. D. Skorokhvatov, O. Smirnov, G. Sobrero, A. Sokolov, A. Sotnikov, C. Stanford, G. B. Suffritti, Y. Suvorov, R. Tartaglia, G. Testera, A. Tonazzo, A. Tosi, P. Trinchese, E. V. Unzhakov, A. Vacca, M. Verducci, T. Viant, F. Villa, A. Vishneva, B. Vogelaar, M. Wada, J. Wahl, S. Walker, H. Wang, Y. Wang, A. W. Watson, S. Westerdale, J. Wilhelmi, R. Williams, M. M. Wojcik, S. Wu, X. Xiang, X. Xiao, C. Yang, Z. Ye, F. Zappa, G. Zappalà, C. Zhu, A. Zichichi, G. Zuzel, Aalseth, C. E., Acerbi, F., Agnes, P., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A. K., Ampudia, P., Antonioli, P., Arcelli, S., Ardito, R., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Batignani, G., Bertoldo, E., Bettarini, S., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Bottino, B., Bunker, R., Bussino, S., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Caminata, A., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cataudella, V., Cavalcante, P., Cereseto, R., Chen, Y., Chepurnov, A., Chiavassa, A., Cicalò, C., Cifarelli, L., Citterio, M., Cocco, A. G., Colocci, M., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Antone, I., D'Incecco, M., Rolo, M. D. Da Rocha, Daniel, M., Davini, S., Candia, A. De, Cecco, S. De, Deo, M. De, Filippis, G. De, De Guido, Giorgia, De Rosa, Gianfranca, Dellacasa, G., Demontis, P., Derbin, A. V., Devoto, A., Eusanio, F. Di, Pietro, G. Di, Dionisi, C., Dolgov, A., Dormia, I., Dussoni, S., Empl, A., Ferri, A., Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Abia, P. Garcia, Gendotti, A., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovanetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Gorchakov, O., Goretti, A. M., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Grigoriev, G. Y., Gromov, M., Guan, M., Guerra, M. B. B., Guerzoni, M., Gulino, M., Haaland, R. K., Harrop, B., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hosseini, B., Hughes, D., Humble, P., Hungerford, E. V., Ianni, An., Cabre, S. Jimenez, Johnson, T. N., Keeter, K., Kendziora, C. L., Kim, S., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kugathasan, R., Kuss, M., Li, X., Lissia, M., Lodi, G. U., Loer, B., Longo, G., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I. N., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Margotti, A., Mari, S. M., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marras, D., Martoff, C. J., Mascia, M., Messina, A., Meyers, P. D., Milincic, R., Moggi, A., Moioli, S., Monasterio, S., Monroe, J., Monte, A., Morrocchi, M., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Nania, R., Napolitano, J., Agasson, A. Navrer, Nikulin, I., Nosov, V., Nozdrina, A. O., Nurakhov, N. N., Oleinik, A., Oleynikov, V., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pandola, L., Pantic, E., Paoloni, E., Paternoster, G., Pavletcov, V., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Portaluppi, D., Poudel, S. S., Pugachev, D. A., Qian, H., Radics, B., Raffaelli, F., Ragusa, F., Randle, K., Razeti, M., Razeto, A., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A. L., Rescigno, M., Riffard, Q., Rivetti, A., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rubbia, A., Sablone, D., Salatino, P., Samoylov, O., Sands, W., Sant, M., Santorelli, R., Savarese, C., Scapparone, E., Schlitzer, B., Scioli, G., Sechi, E., Segreto, E., Seifert, A., Semenov, D. A., Serci, S., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Sheshukov, A., Simeone, M., Singh, P. N., Skorokhvatov, M. D., Smirnov, O., Sobrero, G., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tartaglia, R., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E. V., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Wahl, J., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A. W., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Williams, R., Wojcik, M. M., Wu, S., Xiang, X., Xiao, X., Yang, C., Ye, Z., Zappa, F., Zappalà, G., Zhu, C., Zichichi, A., Zuzel, G., AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DarkSide, Aalseth, C, Acerbi, F, Agnes, P, Albuquerque, I, Alexander, T, Alici, A, Alton, A, Ampudia, P, Antonioli, P, Arcelli, S, Ardito, R, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Batignani, G, Bertoldo, E, Bettarini, S, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Bottino, B, Bunker, R, Bussino, S, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Caminata, A, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cataudella, V, Cavalcante, P, Cereseto, R, Chen, Y, Chepurnov, A, Chiavassa, A, Cicalò, C, Cifarelli, L, Citterio, M, Cocco, A, Colocci, M, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Antone, I, D'Incecco, M, Rolo, M, Daniel, M, Davini, S, Candia, A, Cecco, S, Deo, M, Filippis, G, Guido, G, Rosa, G, Dellacasa, G, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Eusanio, F, Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dormia, I, Dussoni, S, Empl, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Abia, P, Gendotti, A, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovanetti, G, Gligan, M, Gola, A, Gorchakov, O, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Grigoriev, G, Gromov, M, Guan, M, Guerra, M, Guerzoni, M, Gulino, M, Haaland, R, Harrop, B, Hoppe, E, Horikawa, S, Hosseini, B, Hughes, D, Humble, P, Hungerford, E, Ianni, A, Cabre, S, Johnson, T, Keeter, K, Kendziora, C, Kim, S, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kugathasan, R, Kuss, M, Li, X, Lissia, M, Lodi, G, Loer, B, Longo, G, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Margotti, A, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marras, D, Martoff, C, Mascia, M, Messina, A, Meyers, P, Milincic, R, Moggi, A, Moioli, S, Monasterio, S, Monroe, J, Monte, A, Morrocchi, M, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Nania, R, Napolitano, J, Agasson, A, Nikulin, I, Nosov, V, Nozdrina, A, Nurakhov, N, Oleinik, A, Oleynikov, V, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pandola, L, Pantic, E, Paoloni, E, Paternoster, G, Pavletcov, V, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Portaluppi, D, Poudel, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Raffaelli, F, Ragusa, F, Randle, K, Razeti, M, Razeto, A, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Riffard, Q, Rivetti, A, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rubbia, A, Sablone, D, Salatino, P, Samoylov, O, Sands, W, Sant, M, Santorelli, R, Savarese, C, Scapparone, E, Schlitzer, B, Scioli, G, Sechi, E, Segreto, E, Seifert, A, Semenov, D, Serci, S, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Sheshukov, A, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smirnov, O, Sobrero, G, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tartaglia, R, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Wahl, J, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Williams, R, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xiao, X, Yang, C, Ye, Z, Zappa, F, Zappalà, G, Zhu, C, Zichichi, A, Zuzel, G, Bussino, Severino Angelo Maria, Da Rocha Rolo, M. D., De Candia, A., De Cecco, S., De Deo, M., De Filippis, G., De Guido, G., De Rosa, G., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Garcia Abia, P., Ianni, A. n., Jimenez Cabre, S., Mari, Stefano Maria, Navrer Agasson, A., Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Cicalã², C., G. De, Filippi, Guido, G. De, G. De, Rosa, and Zappalã , G.

Subjects
visible and IR photons, Physics - Instrumentation and Detectors, data acquisition, SiPMs, 1ST PROTOTYPES, 01 natural sciences, Photon detectors forUV, visible and IR photons (solid-state) (PIN diodes, APDs, Si-PMTs, G-APDs, CCDs, EBCCDs, EMCCDs etc), etc), Data acquisition, EMCCDs etc), APDs, Photon detectors for UV, visible and IR photons (solid-state), Instrumentation, Mathematical Physics, Physics, EBCCDs, Si-PMTs, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), Cryogenic detectors, Photon detectors for UV, visible and IR photons (solid-state), G-APDs, Physics - Instrumentation and Detector, performance, Dark current, noise, ionization: yield, Dark matter, quenching, High density, Cryogenic detector, FOS: Physical sciences, DarkSide, Noise (electronics), programming, Optics, 0103 physical sciences, Analysis software, photomultiplier: silicon, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], (solid-state) (PIN diodes, visible and IR photons (solid-state) (PIN diodes, 010306 general physics, SILICON, 010308 nuclear & particles physics, business.industry, CCDs, dark matter: detector, ITC-IRST, (solid-state) (PIN diodes, APDs, Si-PMTs, G-APDs, CCDs, EBCCDs, EMCCDs, time projection chamber: liquid argon, (solid-state), Photon detectors forUV, EMCCDs, RGB color model, business
Abstract

International audience; We report on the cryogenic characterization of Red Green Blue - High Density (RGB-HD) SiPMs developed at Fondazione Bruno Kessler (FBK) as part of the DarkSide program of dark matter searches with liquid argon time projection chambers. A cryogenic setup was used to operate the SiPMs at varying temperatures and a custom data acquisition system and analysis software were used to precisely characterize the primary dark noise, the correlated noise, and the gain of the devices. We demonstrate that FBK RGB-HD SiPMs with low quenching resistance (RGB-HD-LRq) can be operated from 40 K to 300 K with gains in the range 10(5) to 10(6) and noise rates at a level of around 1 Hz/mm(2).

Published
2017

23. The DarkSide experiment

Author

Bottino, B., E. Aalseth, C., Acconcia, G., Acerbi, F., Agnes, P., Agostino, L., Albuquerque, I.F.M., Alexander, T., Alton, A., Ampudia, P., Ardito, R., Arisaka, K., J. Arnquist, I., M. Asner, D., O. Back, H., Baldin, B., Batignani, G., Biery, K., G. Bisogni, M., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Brigatti, A., Brodsky, J., Budano, F., Bunker, R., Bussino, S., Buttafava, M., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calandri, N., Calaprice, F., Calvo, J., Campajola, L., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Cao, H., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cavalcante, P., Chepurnov, A., Cicalò, C., Citterio, M., G. Cocco, A., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Angelo, D., D'Incecco, M., Daniel, M., Davini, S., De Cecco, S., De Deo, M., De Guido, G., De Vincenzi, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dromia, I., Dussoni, S., Edkins, E., Empl, A., Fan, A., Ferri, A., O. Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Forster, G., Franco, D., E. Froudakis, G., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Gendotti, A., Ghioni, M., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., K. Giovannetti, G., L. Gligan, M., Gola, A., Goretti, A., Granato, F., Grassi, M., W. Grate, J., Gromov, M., Guan, M., Guardincerri, Y., Gulinatti, A., K. Haaland, R., Hackett, B., Harrop, B., Herner, K., W. Hoppe, E., Horikawa, S., Hungerford, E., Ianni, Al., Ianni, An., Ivashchuk, O., James, I., N. Johnson, T., Jollet, C., Keeter, K., Kendziora, C., Kobychev, V., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., W. Kuss, M., Lissia, M., Li, X., U. Lodi, G., Lombardi, P., Longo, G., Loverre, P., Luitz, S., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., A. Machado, A., Machulin, I., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Mari, S., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marini, L., J. Martoff, C., Mascia, M., Meregaglia, A., D. Meyers, P., Miletic, T., Milincic, R., Miller, J.D., Moioli, S., Monasterio, S., Montanari, D., Monte, A., Montuschi, M., E. Monzani, M., Morrocchi, M., Mosteiro, P., Mount, B., Mu, W., N. Muratova, V., Murphy, S., Musico, P., Napolitano, J., Nelson, A., Nosov, V., N. Nurakhov, N., Odrowski, S., Oleinik, A., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pantic, E., Paoloni, E., Parmeggiano, S., Paternoster, G., Pazzona, F., Pelczar, K., A. Pellegrini, L., Pelliccia, N., Perasso, S., Peronio, P., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pordes, S., Pugachev, D., Qian, H., Radics, B., Randle, K., Ranucci, G., Razeti, M., Razeto, A., Rech, I., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A., Rescigno, M., Ricotti, M., Riffard, Q., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rountree, D., Rubbia, A., Ruggeri, A., Sablone, D., Saggese, P., Salatino, P., Salemme, L., Sands, W., Sangiorgio, S., Sant, M., Santorelli, R., Sanzaro, M., Savarese, C., Sechi, E., Segreto, E., Semenov, D., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Shields, E., Simeone, M., N. Singh, P., Skorokhvatov, M., Smallcomb, M., Smirnov, O., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., B. Suffritti, G., Suvorov, Y., Tamborini, D., Tartaglia, R., Tatarowicz, J., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiang, X., Xu, J., Yang, C., Yoo, J., Zappa, F., Zappalà, G., Zavatarelli, S., Zec, A., Zhong, W., Zhu, C., Zullo, A., Zullo, M., Zuzel, G., Bottino, B, Aalseth, C, Acconcia, G, Acerbi, F, Agnes, P, Agostino, L, Albuquerque, I, Alexander, T, Alton, A, Ampudia, P, Ardito, R, Arisaka, K, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Baldin, B, Batignani, G, Biery, K, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Brigatti, A, Brodsky, J, Budano, F, Bunker, R, Bussino, S, Buttafava, M, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Calandri, N, Calaprice, F, Calvo, J, Campajola, L, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Cao, H, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cavalcante, P, Chepurnov, A, Cicalò, C, Citterio, M, Cocco, A, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Angelo, D, D'Incecco, M, Daniel, M, Davini, S, De Cecco, S, De Deo, M, De Guido, G, De Vincenzi, M, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dromia, I, Dussoni, S, Edkins, E, Empl, A, Fan, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Forster, G, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Gendotti, A, Ghioni, M, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovannetti, G, Gligan, M, Gola, A, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Gromov, M, Guan, M, Guardincerri, Y, Gulinatti, A, Haaland, R, Hackett, B, Harrop, B, Herner, K, Hoppe, E, Horikawa, S, Hungerford, E, Ianni, A, Ivashchuk, O, James, I, Johnson, T, Jollet, C, Keeter, K, Kendziora, C, Kobychev, V, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kuss, M, Lissia, M, Li, X, Lodi, G, Lombardi, P, Longo, G, Loverre, P, Luitz, S, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marini, L, Martoff, C, Mascia, M, Meregaglia, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Miller, J, Moioli, S, Monasterio, S, Montanari, D, Monte, A, Montuschi, M, Monzani, M, Morrocchi, M, Mosteiro, P, Mount, B, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Napolitano, J, Nelson, A, Nosov, V, Nurakhov, N, Odrowski, S, Oleinik, A, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pantic, E, Paoloni, E, Parmeggiano, S, Paternoster, G, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perasso, S, Peronio, P, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Pordes, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Randle, K, Ranucci, G, Razeti, M, Razeto, A, Rech, I, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Ricotti, M, Riffard, Q, Rizzardini, S, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rountree, D, Rubbia, A, Ruggeri, A, Sablone, D, Saggese, P, Salatino, P, Salemme, L, Sands, W, Sangiorgio, S, Sant, M, Santorelli, R, Sanzaro, M, Savarese, C, Sechi, E, Segreto, E, Semenov, D, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Shields, E, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smallcomb, M, Smirnov, O, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tamborini, D, Tartaglia, R, Tatarowicz, J, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xu, J, Yang, C, Yoo, J, Zappa, F, Zappalà, G, Zavatarelli, S, Zec, A, Zhong, W, Zhu, C, Zullo, A, Zullo, M, Zuzel, G, Bottino, B., Aalseth, C. E., Acconcia, G., Acerbi, F., Agnes, P., Agostino, L., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alton, A., Ampudia, P., Ardito, R., Arisaka, K., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Baldin, B., Batignani, G., Biery, K., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Brigatti, A., Brodsky, J., Budano, F., Bunker, R., Bussino, S., Buttafava, M., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calandri, N., Calaprice, F., Calvo, J., Campajola, Luigi, Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Cao, H., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, Sergio, Cavalcante, P., Chepurnov, A., Cicalo, C., Citterio, M., Cocco, ALFREDO GIUSEPPE, Corgiolu, S., Covone, Giovanni, Crivelli, P., D'Angelo, D., D'Incecco, M., Daniel, M., Davini, S., De Cecco, S., De Deo, M., De Guido, G., De Vincenzi, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dromia, I., Dussoni, S., Edkins, E., Empl, A., Fan, A., Ferri, A., Filip, C. O., Fiorillo, Giuliana, Fomenko, K., Forster, G., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Gendotti, A., Ghioni, M., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovannetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Goretti, A., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Gromov, M., Guan, M., Guardincerri, Y., Gulinatti, A., Haaland, R. K., Hackett, B., Harrop, B., Herner, K., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hungerford, E., Ianni, A. l., Ianni, A. n., Ivashchuk, O., James, I., Johnson, T. N., Jollet, C., Keeter, K., Kendziora, C., Kobychev, V., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M. W., Lissia, M., Li, X., Lodi, G. U., Lombardi, P., Longo, Giuseppe, Loverre, P., Luitz, S., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Mari, S., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marini, L., Martoff, C. J., Mascia, M., Meregaglia, A., Meyers, P. D., Miletic, T., Milincic, R., Miller, J. D., Moioli, S., Monasterio, S., Montanari, D., Monte, A., Montuschi, M., Monzani, M. E., Morrocchi, M., Mosteiro, P., Mount, B., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Napolitano, J., Nelson, A., Nosov, V., Nurakhov, N. N., Odrowski, S., Oleinik, A., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pantic, E., Paoloni, E., Parmeggiano, S., Paternoster, G., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perasso, S., Peronio, P., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pordes, S., Pugachev, D., Qian, H., Radics, B., Randle, K., Ranucci, G., Razeti, M., Razeto, A., Rech, I., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A., Rescigno, M., Ricotti, M., Riffard, Q., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rountree, D., Rubbia, A., Ruggeri, A., Sablone, D., Saggese, P., Salatino, Piero, Salemme, Lucia, Sands, W., Sangiorgio, S., Sant, M., Santorelli, R., Sanzaro, M., Savarese, C., Sechi, E., Segreto, E., Semenov, D., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Shields, E., Simeone, Marino, Singh, P. N., Skorokhvatov, M., Smallcomb, M., Smirnov, O., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tamborini, D., Tartaglia, R., Tatarowicz, J., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Walker, Susan Elizabeth, Wang, H., Wang, Y., Watson, A., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiang, X., Xu, J., Yang, C., Yoo, J., Zappa, F., Zappala, G., Zavatarelli, S., Zec, A., Zhong, W., Zhu, C., Zullo, A., Zullo, M., Zuzel, G., AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DarkSide, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Budano, Federico, Bussino, Severino Angelo Maria, Campajola, L., Catalanotti, S., Cicalò, C., Cocco, A. G., Covone, G., DE VINCENZI, Mario, Fiorillo, G., James, Irina, Longo, G., Mari, Stefano Maria, Salatino, P., Salemme, L., Simeone, M., Walker, S., Zappalà, G., Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Physics and Astronomy (miscellaneous), Physics::Instrumentation and Detectors, background, scintillation counter: liquid, DarkSide, Astronomy and Astrophysics, WIMP: detector, dark matter: direct detection, Astronomy and Astrophysic, time projection chamber: liquid argon, dark matter, Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS), deep underground detector, Gran Sasso, cryogenics, radioactivity, atmosphere, High Energy Physics::Experiment, Cherenkov, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Nuclear Experiment, [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph], experimental results
Abstract

International audience; DarkSide is a dark matter direct search experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). DarkSide is based on the detection of rare nuclear recoils possibly induced by hypothetical dark matter particles, which are supposed to be neutral, massive (m > 10 GeV) and weakly interactive (WIMP). The dark matter detector is a two-phase time projection chamber (TPC) filled with ultra-pure liquid argon. The TPC is placed inside a muon and a neutron active vetoes to suppress the background. Using argon as active target has many advantages, the key features are the strong discriminant power between nuclear and electron recoils, the spatial reconstruction and easy scalability to multi-tons size. At the moment DarkSide-50 is filled with ultra-pure argon, extracted from underground sources, and from April 2015 it is taking data in its final configuration. When combined with the preceding search with an atmospheric argon target, it is possible to set a 90% CL upper limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross section of 2.0×10−44 cm2 for a WIMP mass of 100 GeV/c2. The next phase of the experiment, DarkSide-20k, will be the construction of a new detector with an active mass of ∼ 20 tons.

Published
2017

Catalog

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