DMTPC: A dark matter detector with directional sensitivity
J. B. R. Battat, S. Ahlen, T. Caldwell, D. Dujmic, A. Dushkin, P. Fisher, F. Golub, S. Goyal, S. Henderson, A. Inglis, R. Lanza, J. Lopez, A. Kaboth, G. Kohse, … 展开作者
J. B. R. Battat, S. Ahlen, T. Caldwell, D. Dujmic, A. Dushkin, P. Fisher, F. Golub, S. Goyal, S. Henderson, A. Inglis, R. Lanza, J. Lopez, A. Kaboth, G. Kohse, J. Monroe, G. Sciolla, B. N. Skvorodnev, H. Tomita, R. Vanderspek, H. Wellenstein, R. Yamamoto
备注：
4 pages, 2 figures, proceedings for the CIPANP 2009 conference, May 26-31, 2009
By correlating nuclear recoil directions with the Earth's direction of motion through the Galaxy, a directional dark matter detector can unambiguously detect Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), even in the presence of backgrounds. Here, we describe the Dark Matter Time-Projection Chamber (DMTPC) detector, a TPC filled with CF4 gas at low pressure (0.1 atm). Using this detector, we have measured the vector direction (head-tail) of nuclear recoils down to energies of 100 keV with an angular resolution of <15 degrees. To study our detector backgrounds, we have operated in a basement laboratory on the MIT campus for several months. We are currently building a new, high-radiopurity detector for deployment underground at the Waste Isolation Pilot Plant facility in New Mexico.
Construction of Sensitivity Curves for Dynamic LISA and Taiji
School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学天文与空间科学学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学学院）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, UCAS（中国科学院大学亚太理论物理中心）
Directional dark matter detection sensitivity of a two-phase liquid argon detector
我们研究了一个大规模的两相液氩探测器的暗物质信号的方向性的灵敏度。进行这项研究的假设下，超过50千电子伏的反冲能量，可以确定（具有一定的分辨率）的反冲核的方向，而没有头-尾歧视，如建议利用的依赖性的柱状复合的反冲核方向和电场之间的角度过去的研究。在本文中，我们研究的微分相互作用反冲率作为一个函数的反冲方向角相对于天顶的探测器位于Gran Sasso国家天文台，我们确定其昼夜和季节的调制。使用似然比为基础的方法，我们表明，与单独的角度信息，100个事件足以拒绝在三个标准差水平的各向同性假设。对于100吨年的辐照量，这相当于在200 GeV的WIMP质量下，自旋无关的WIMP-核子截面约为10^-46 cm ^2。本文的结果为实验测定两相液氩探测器中的定向反冲效应提供了有力的动力。
Assessing the discovery potential of directional detection of Dark Matter
世界范围内都在致力于发展一种用于定向暗物质探测的大型TPC（时间投影室）。目前所有的项目都是为了实现一个独特的目标：通过利用弱相互作用大质量粒子（WIMP）引起的事件对天鹅座的预期方向依赖性来识别WIMP。然而，这种发现的证据需要仔细的统计数据处理。本文采用基于轮廓似然比检验统计量的频率论方法，讨论了未来方向检测器的发现潜力。这使我们能够估计暗物质探测的预期意义。此外，使用这个强大的测试统计，它是可能的传播天体物理和实验的不确定性，在确定一个给定的定向探测实验的发现潜力。这样，我们发现，30 kg. a CF $_4$定向实验在90% C. L.时可达到3 $σ$灵敏度。分别在最乐观和最悲观的情况下，对于WIMP-质子轴向截面，下降到$10^{-5}$ pb和$3.10^{-4}$ pb。
