Performance of the ReD TPC, a novel double-phase LAr detector with silicon photomultiplier readout
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A double-phase argon Time Projection Chamber (TPC), with an active mass of 185 g, has been designed and constructed for the Recoil Directionality (ReD) experiment. The aim of the ReD project is to investigate the directional sensitivity of argon-based TPCs via columnar recombination to nuclear recoils in the energy range of interest (20– $$200\,\hbox {keV}_{nr}$$ 200keVnr ) for direct dark matter searches. The key novel feature of the ReD TPC is a readout system based on cryogenic Silicon Photomultipliers (SiPMs), which are employed and operated continuously for the first time in an argon TPC. Over the course of 6 months, the ReD TPC was commissioned and characterised under various operating conditions using $$\gamma $$ γ -ray and neutron sources, demonstrating remarkable stability of the optical sensors and reproducibility of the results. The scintillation gain and ionisation amplification of the TPC were measured to be $$g_1 = (0.194 \pm 0.013)$$ g1=(0.194±0.013) photoelectrons/photon and $$g_2 = (20.0 \pm 0.9)$$ g2=(20.0±0.9) photoelectrons/electron, respectively. The ratio of the ionisation to scintillation signals (S2/S1), instrumental for the positive identification of a candidate directional signal induced by WIMPs, has been investigated for both nuclear and electron recoils. At a drift field of 183 V/cm, an S2/S1 dispersion of 12% was measured for nuclear recoils of approximately 60– $$90\,\hbox {keV}_{nr}$$ 90keVnr , as compared to 18% for electron recoils depositing 60 keV of energy. The detector performance reported here meets the requirements needed to achieve the principal scientific goals of the ReD experiment in the search for a directional effect due to columnar recombination. A phenomenological parameterisation of the recombination probability in LAr is presented and employed for modeling the dependence of scintillation quenching and charge yield on the drift field for electron recoils between 50–500 keV and fields up to 1000 V/cm.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».