Neck Alpha Background Rejection in DEAP-3600 using Pyrene and the Search for Superheavy Dark Matter
Notice bibliographique
Résumé
Modern dark matter experiments are looking for dark matter via its direct interaction with Standard model particles. DEAP-3600 (Dark matter Experiment using Argon Pulseshape discrimination) is a single-phase liquid argon (LAr)-based, direct detection dark matter experiment located 2 km underground at SNOLAB, Sudbury. DEAP is searching for dark matter via the elastic scattering of argon nuclei by dark matter particles. The Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) is a prime candidate for dark matter. DEAP-3600 has currently published the leading limits on WIMP-nucleon spin-independent cross section on a LAr target of 3.9 x 10^(-45) cm^2 for a 100 GeV/c^2 WIMP mass at 90% confidence level. Acquiring high sensitivity for the rare, low-energy signals produced by DM-LAr interactions requires the minimization of background signals in the detector. A major source of background in DEAP is the alpha decays produced from radon progeny present in the acrylic material that composes the flow guides in the neck region of the detector. These "neck alpha" backgrounds are mitigated by coating the flow guides with a slow wavelength-shifting polymeric film - pyrene-doped polystyrene (PyPS). The long time-constant of PyPS helps reject neck alpha backgrounds using Pulse Shape Discrimination (PSD). A neck alpha background suppression factor of order (10^5) is shown to be achieved in this work. A measurement of the optical properties of neck components - including the surface roughness of acrylic, and the refractive index of PyPS composite are also described. In addition to being sensitive to WIMPs, DEAP-3600 is also sensitive to super-heavy dark matter candidates with masses up to the Planck scale. Dark matter with Planck-scale mass arises in well-motivated theories and could be produced by several cosmological mechanisms. This work presents the search for multi-scatter signals from this candidate particle in data collected over 813 days of live time with DEAP-3600. No signal events were observed leading to direct detection constraints for dark matter masses between 8.3 x 10^6 and 1.2 x 10^(19) GeV/c^2 and dark matter-Ar40 nucleus interaction cross-sections between 1 x 10^(-23) and 2.4 x 10^(-18) cm^2. These constraints are the first direct detection constraints on Planck-scale mass dark matter.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».