The CRESST II Dark Matter Search
本文简要讨论了低温探测器直接探测暗物质的可能性，特别提到了反冲核的识别。CREEST II暗物质搜索的初步结果，与730公斤天的数据，提出。指出了识别和处理这些问题的主要背景和方法。
2012-03-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
Direct Dark Matter Search with the CRESST II Experiment
对暗物质的粒子性质的探索是现代物理学的一个大问题。暗物质的一个很好的候选者是所谓的WIMP --一种弱相互作用的大质量粒子。最近，几个理论上动机良好的模型与暗物质候选人在一个低于WIMP质量尺度的质量区域也获得了很多的兴趣，理论和实验。位于意大利格兰萨索实验室的CRESST II实验是为了探测这些低质量暗物质粒子与普通物质的弹性散射而优化的。我们展示了用改进的检测器设置获得的结果，该检测器设置具有增加的无线电纯度和增强的背景抑制，并且用单个常规检测器模块的专用低阈值分析获得的结果。达到的限制是最严格的限制实现直接暗物质实验中的质量区域低于1.8 GeV/ $c^{2}$。我们将讨论在下一个数据采集阶段使用的新的小型CRESST型探测器的预期性能。最后，我们展望了未来的潜力，直接暗物质检测使用进一步改进的CRESST CaWO $_{4}$低温探测器。
2016-11-07 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Limits on momentum-dependent asymmetric dark matter with CRESST-II
在直接暗物质搜索中，通常的假设是只考虑暗物质粒子的自旋相关或自旋无关散射。然而，特别是在轻暗物质粒子$\mathcal{O}(\mathrm{GeV/c^2})$的模型中，携带额外的动力传递$q^2$的运营商可以成为主导。一个这样的模型的基础上不对称的暗物质已被调用，以克服日震学的差异和指示被发现的粒子与首选质量为3 $\mathrm{GeV/c^2}$和横截面的$10^{-37} \mathrm{cm^2}$。CRESST-II实验使用基于$\mathrm{CaWO_4}$的低温探测器来搜索由暗物质粒子引起的核反冲，该实验的最新数据被用来约束这些动量依赖模型。所使用的探测器的核反冲的低能量阈值为307 eV，允许我们排除上述建议的最佳拟合值。
2016-07-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
Radiopurity of CaWO$_4$ Crystals for Direct Dark Matter Search with CRESST and EURECA
直接暗物质搜索实验CRESST使用结晶CaWO $_4$单晶作为可能的WIMP散射的目标。尽可能低的晶体的固有放射性污染对于探测器的灵敏度至关重要。过去，CRESST的CaWO $_4$晶体由俄罗斯和乌克兰的研究所生产。自2011年以来，CaWO $_4$晶体也在慕尼黑工业大学（TUM）的晶体实验室生长，以更好地满足CRESST和未来吨级多材料实验EURECA的要求。通过超低背景$γ$ -光谱法测量原材料和第一个TUM生长晶体的放射性纯度。两个TUM生长的晶体也在Gran Sasso地下实验室的测试装置中作为低温探测器运行。这些测量用于确定晶体的固有$α$活性，并与其他研究所生产的晶体进行比较。发现TUM生长的晶体的总$α$ -活性低至1.23 $\pm$ 0.06 mBq/kg，显著小于在其他研究所生长的晶体的活性，通常在~15 mBq/kg和~35 mBq/kg之间。
2014-05-07 astro-ph.IM physics.ins-det
A likelihood framework for cryogenic scintillating calorimeters used in the CRESST dark matter search
本研究提出一种针对低温闪烁量能器的似然框架，可在声子与闪烁光能量二维平面建模本底及暗物质信号，首次在CRESST实验中用单一框架一步提取暗物质结果，支持多探测器数据整合且可扩展至其他相关实验。
2024-09-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Results on light dark matter particles with a low-threshold CRESST-II detector
CRESST-II实验使用低温探测器来搜索由暗物质粒子在CaWO $_4$晶体中的弹性散射引起的核反冲事件。鉴于我们的探测器的低能量阈值与轻靶核相结合，低质量的暗物质粒子可以高灵敏度探测。在这封信中，我们提出了一个单一的探测器模块对应于52公斤活日的数据的结果。进行盲分析。与307 eV的核反冲的能量阈值，我们大大提高了光暗物质的灵敏度。因此，我们将直接暗物质实验的范围扩展到子区域，并证明能量阈值是寻找低质量暗物质粒子的关键参数。
2016-02-12 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Secular Equilibrium Assessment in a $\mathrm{CaWO}_4$ Target Crystal from the Dark Matter Experiment CRESST using Bayesian Likelihood Normalisation
CRESST是一个领先的直接探测子$\mathrm{GeVc}^{-2}$暗物质实验。在其第二阶段，低温测辐射热计被用于检测从$\mathrm{CaWO}_4$靶晶核的核反冲。先前建立的电磁背景模型依赖于长期平衡（SE）假设。在这项工作中，SE的验证尝试通过比较两个可能性为基础的归一化结果，使用最近开发的光谱模板归一化方法的基础上贝叶斯似然。我们发现偏离SE;进一步的调查是必要的，以确定其来源。
2023-01-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Probing low WIMP masses with the next generation of CRESST detector
本文件的目的是描述在LNGS的CRESST暗物质搜索的升级。所提出的策略将允许探索一个区域的参数空间的自旋无关的WIMP核子弹性散射对应的WIMP质量低于10 GeV/c $^\text{2}$，这还没有被其他实验所覆盖。这些结果可以实现只有在阈值和背景方面的出色的检测器性能。这个提议展示了CRESST如何能够满足这些性能要求，为暗物质之谜增加了一条独特的信息。这一计划的结果将在低质量WIMP探测中确立一个新的最先进的水平，为理解暗物质场景开辟新的视角。
2015-03-27 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Description of CRESST-III Data
在CRESST-III中，10个针对低能量阈值优化的低温探测器模块运行了近两年（2016年5月至2018年2月）。与本文件一起，我们公布了性能最好的探测器模块的数据，该模块的核反冲阈值为30.1eV。有了这个数据集，我们能够设置限制的横截面的自旋相关和自旋无关的弹性散射的暗物质粒子的核在暗物质质量下降到160 MeV/c $^2$。我们公布的能量的所有事件后，数据的选择，以及所有事件的接受范围内的暗物质搜索。在本文中，我们将介绍如何使用这些数据集。
2020-04-06 astro-ph.CO astro-ph.IM
Probing spin-dependent dark matter interactions with $^6$Li
CRESST是对亚GeV/c $^2$质量的暗物质粒子最突出的直接探测实验之一。CRESST实验的优点之一是可以在用于探测暗物质相互作用的靶材料中包含大量不同的核素。在这项工作中，我们特别讨论了暗物质粒子与质子和中子的$^{6}$锂的相互作用。这是现在可能由于新的计算核矩阵元素的这种特定同位素的锂。为了显示使用这种特殊的核素探测暗物质相互作用的潜力，我们使用了以前收集的数据由CRESST原型的基础上LiAlO $_2$和运行在地上的测试设施在德国慕尼黑的马克斯普朗克物理研究所。特别是，包括$^{6}$锂的极限计算大大提高了自旋相关的相互作用与中子在整个质量范围内获得的结果。与先前公布的相同数据的极限相比，对于质量低于1 GeV/c $^2$的暗物质，改进是显著的，大于两个数量级。
2022-01-11 astro-ph.IM physics.ins-det
Simulation of the Directional Dark Matter Detector (D3) and Directional Neutron Observer (DiNO)
对定向暗物质探测器和定向中子观测器进行了初步的模拟和优化研究。这些研究表明，在这些探测器中的气体靶的中子相互作用是正确的GEANT 4处理，并通过降低压力，低质量的WIMP候选人的灵敏度增加。负离子漂移的使用可能允许我们搜索由DAMA/LIBRA、CoGeNT和CRESST-II的非定向实验结果所建议的WIMP质量区域。
2011-10-16 astro-ph.IM
The Directional Dark Matter Detector
带有气体电子倍增器（GEM）和像素的充气时间投影室（TPC）似乎适合于方向敏感的WIMP暗物质搜索。我们提出的背景和动机，我们对这项技术的工作，过去和正在进行的原型工作，并朝着一个负担得起的，1- $\rm m^3$ -规模的定向暗物质探测器，\dcube的发展道路。这样的探测器可能特别适合于低质量WIMP搜索，并且可能足够敏感以清楚地确定DAMA，CoGeNT和CRESST-II所看到的信号是由于低质量WIMP还是背景。
2011-10-15 astro-ph.IM
Low-Temperature Relative Reflectivity Measurements of Reflective and Scintillating Foils used in Rare Event Searches
在这项工作中，我们调查的反射率高反射多层聚合物箔CRESST实验中使用。CRESST实验通过操作结晶CaWO $_4$晶体作为弹性暗物质-核子散射的目标来直接搜索暗物质。为了抑制背景事件，该实验采用所谓的声子-光技术，该技术基于用单独的低温光检测器同时测量主CaWO $_4$靶晶体中的热信号和发射的闪烁光。两个探测器都被高度反射和反射的多层聚合物箔包围，以提高光收集效率并抑制表面背景。虽然这项研究的动机是CRESST实验，结果也是相关的其他罕见事件的搜索，在暗物质和无中微子双β衰变（$0νββ$）的搜索领域中使用制冷低温测辐射热计。在这项工作中，一个专门的实验已经建立，以确定在300 K和20 K的三个多层膜（"VM2000"，"VM2002"，"Vikuiti"）由3M公司生产的相对反射率。用CCD相机测量从箔反射的光束的强度。在300 K和20 K下的强度的比率对应于相对反射率变化。在这项工作中进行的测量显示，所有箔研究的反射率与温度没有显着的变化。
2017-12-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Optimum Acceptance Regions for Direct Dark Matter Searches
大多数研究WIMP暗物质与目标直接相互作用的实验都能根据一些判别参数区分出占主导地位的电子反冲背景和核反冲信号。在由反冲能和这个鉴别参数构成的参数空间中定义了一个接受区。在此区域没有清晰信号的情况下，计算了暗物质散射截面的极限。在这里，提出了一种算法，允许定义的接受区域的先验，使实验具有最佳的灵敏度。这是通过对每个WIMP模型和要探测的WIMP质量进行优化的接受区域来实现的。使用最近的数据从CRESST-II实验作为anexample，它表明，由此产生的限制可以大大强于那些从传统的接受区域。在一个实验中，分割的目标，这里开发的算法可以产生不同的接受区域的各个子探测器。因此，它显示了如何在通常的最大间隙或最佳间隔框架内一致地组合数据。
2009-11-04 astro-ph.IM
In-situ study of light production and transport in phonon/light detector modules for dark matter search
CRESST实验（用超导温度计进行低温稀有事件搜索）通过膨胀晶体中弹性散射过程的声子和光信号来搜索暗物质。可能的暗物质信号和背景之间的区别是基于光产额。我们提出了一种新的方法来评估声子/光探测器模块的两个特性，确定有多少沉积的能量被转换为闪烁光，以及模块如何有效地检测所产生的光。与以前的方法与专用的设置，我们开发了一种方法，使我们能够使用的数据与低温设置，在暗物质搜索阶段。通过这种方式，我们解释了检测器模块中发生的整个过程，并获得了晶体发光的信息以及模块性能（光传输和检测）的信息。我们发现，在CRESST-II阶段1中操作的探测器，约20%的产生的闪烁光被检测到。一部分光可能通过在结晶中产生亚稳态激发而被吸收。未检测到的光不会被完全吸收，因为附加的光检测器可以帮助增加检测到的光的分数。
2017-02-20 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Recent Progress on D$^3$ -- The Directional Dark Matter Detector
方向敏感的WIMP暗物质搜索可能有助于克服直接暗物质探测实验所面临的挑战。特别是，定向探测器应该能够清楚地区分暗物质信号和背景源。我们正在开发一个定向暗物质探测器（D $^3$）的基础上的气体时间投影室（TPC）使用气体电子倍增器（GEMs）的电荷放大和像素电子读出。这种方法允许在室温探测器中以低能量阈值和低噪声对核反冲进行三维重建。我们提出了一个概述，我们过去和正在进行的工作开发这项技术，包括小型原型的性能测量，以及我们计划未来的工作，构建一个m $^3$ -规模的检测器，以清楚地确定所看到的DAMA，CoGeNT和CRESST-II的信号是否是由于低质量WIMP或背景。
2014-02-01 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A New Possible Way to Explain the DAMA Results
目前，人们正在努力使DAMA实验的结果与其他暗物质实验的结果相一致，这些实验包括CoGeNT、CRESST、CDMS和所有的LIGO实验。作者提出了一个新的模型，将暗物质信号描述为极轻（1到几个GeV/c^2）的WIMP与氢碰撞的结果，并将其与目前公认的重核（Na、Ge或Xe）碰撞模型进行了比较。氢靶来自NaI（Tl）、Ge和CaWO_4晶体的氢污染。初始调谐表明，假设WIMP-质子截面在10^33 ~ 10^32 cm ^2之间，我们可以用这个模型解释DAMA和CoGeNT的调制幅度。这篇论文应该被认为是一个新的想法，这将需要大量的新的实验输入从所有涉及的实验。
2014-06-17 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.ins-det
Results on MeV-scale dark matter from a gram-scale cryogenic calorimeter operated above ground
质量低于1 GeV/c的轻暗物质粒子的模型$^2$是迄今未观测到的弱相互作用大质量粒子的自然和动机良好的替代品。克级低温量热计提供了探测这些粒子所需的探测器性能，并扩展了CRESST的直接暗物质搜索计划。为$ν$ -Cleus实验开发的原型0. 5 g蓝宝石探测器已经实现了$E_{th}=(19.7\pm 0.9)$ eV的能量阈值，这比以前的结果低一个数量级，并且与粒子相互作用的类型无关。这里介绍的结果是在地面以上的设置中获得的，没有对环境和宇宙辐射的显著屏蔽。虽然在高背景环境中运行，但探测器探测了一系列新的轻质量暗物质粒子，这些粒子以前无法直接搜索。我们报道了质量在140 MeV/c $^2$和500 MeV/c $^2$之间的自旋无关的暗物质粒子-核子截面的第一个极限。
2017-09-18 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
New class of biological detectors for WIMPs
弱相互作用大质量粒子（WIMP）可能构成宇宙中物质的很大一部分。在DAMA/LIBRA、CoGeNT、CRESST-II和最近的CDMS-Si的数据中有多余的事件，这可能与大约10 GeV/c2的WIMP质量一致。然而，对于MDM > 10 GeV/c2，CDMS-Ge、XENON和LUX探测器的零结果可能与某些暗物质场景下的潜在探测结果以及假定某种光响应存在矛盾。我们建议使用一类新的生物暗物质（DM）探测器，以进一步研究这种轻暗物质的假设，利用新的签名与低原子序数的目标，两种类型的生物DM探测器在这里讨论：基于DNA的探测器和基于酶反应（ER）的探测器。在基于DNA的检测器的情况下，我们讨论一种新的实现。在ER检测器的情况下，检测过程有四个关键阶段：a）由于粒子沉积的能量而导致的状态变化; b）由于酶对其底物的作用而释放的能量而导致的放大; c）可持续但非爆炸性的酶促反应; d）当温度升高时，由于酶的变性而导致的自终止。本文提供了如何设计以及优化这四个过程的信息。
2015-07-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Experimental Search for Dark Matter in China
暗物质的本质是现代物理学和天文学中最大的谜团之一。为了寻找粒子暗物质存在的证据，世界范围内进行了各种各样的实验。中国物理学家大约在十年前开始了对暗物质的实验研究，并取得了具有很高科学影响力的结果。在本文中，我们介绍了暗物质计划在中国的概述，并讨论了最近的结果和未来的发展方向。
2020-04-09 astro-ph.IM hep-ex
Dark photon search with a gyrotron and a transition edge sensor
利用回旋管在0.1 meV附近探测光暗物质的候选者之一暗光子。过渡边缘传感器的使用是本实验的关键，预期的结果是有希望的。这项研究将为未来使用类似仪器进行轴子研究铺平道路。
2020-08-20 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
