There is currently vast evidence for Dark Matter (DM) from astronomical observations. However, in spite of tremendous efforts by large experimental groups, there is no confirmed direct detection of the dark matter in our galaxy. Recent experimental results and theoretical developments suggest the possibility of a DM particle with mass below 10 GeV, such a particle would escape most of the direct searches due to the large thresholds for the detection of nuclear recoils typically used. In this work we study the possibility of a new Dark Matter search with an unprecedented low threshold for the detection of nuclear recoils using high-resistivity CCD detectors (hr-CCD). Due to their extremely low readout noise and the relatively large active mass, these detectors present a unique opportunity in this field.
Measurement of radioactive contamination in the high-resistivity silicon CCDs of the DAMIC experiment
我们目前的测量放射性污染的高电阻率硅电荷耦合器件（CCD）的DAMIC实验用于寻找暗物质粒子。开发了利用CCD独特空间分辨率的新分析方法来鉴定$α$和$β$颗粒。通过$α$光谱法测量CCD块体中的铀和钍污染，其中$^{238}$ U（$^{232}$ Th）衰变速率的上限为5（15）kg $^{-1}$ d $^{-1}$（95%CL）。我们还搜索了在时间上间隔长达数十天的空间相关电子径迹对，正如从$β$衰变的$^{32}$ Si- $^{32}$ P或$^{210}$ Pb- $^{210}$ Bi序列所预期的那样。发现$^{32}$ Si的衰减速率为$80^{+110}_{-65}$ kg $^{-1}$ d $^{-1}$（95% CI）。通过$α$光谱学和$β$衰变序列搜索独立获得了$\sim$ 35 kg $^{-1}$ d $^{-1}$（95% CL）对$^{210}$ Pb衰变速率的上限。这些放射性污染水平足够低，可以使即将推出的100 g DAMIC探测器中的CCD成功运行。
暗能量巡天（DES）是下一代光学巡天，旨在使用四个探测器测量宇宙的膨胀历史：弱引力透镜，星系团计数，重子声学振荡和Ia型超新星。为了进行调查，DES合作正在建造暗能量相机（DECam），这是一个3平方度，570百万像素的CCD相机，将安装在塞罗托洛洛美洲天文台的布兰科4米望远镜上。DES将在5个过滤器（g，r，i，z，Y）中测量5000平方度的南银河帽。DECam将由74个250微米厚的全耗尽CCD组成：62个2k x 4k CCD用于成像，12个2k x 2k CCD用于引导和聚焦。DECam的建设已接近完成。为了验证相机是否符合DES的技术规格，并减少调试仪器所需的时间，我们建造了一个全尺寸的望远镜模拟器，并在发货前进行了完整的系统测试和集成。为了完成这一全面的测试阶段，我们模拟了DES观测运行，其中我们收集了4个晚上的数据。我们报告的结果，这些独特的测试进行的DECam及其对实验进展的影响。
DAMIC-M（Modane的CCD中的暗物质）实验采用厚的、完全耗尽的硅电荷耦合器件（CCD）来搜索暗物质粒子，目标曝光量为1千克-年。CCD中实现的新型skipper读出通过对单个像素电荷的多次非破坏性测量提供单电子分辨率，将检测阈值推到eV级。DAMIC-M将把对暗物质粒子假说的探索推进几个数量级，特别是与所谓的“隐藏扇区”有关的候选者。“一个原型，低背景室（LBC），与20克低背景的船长CCD，最近已安装在Alumatoire Souterrain de Modane，目前正在采取数据。我们将报告DAMIC-M实验的状态和LBC调试数据获得的第一个结果。
Advancing Ultraviolet Detector Technology for future missions: Investigating the dark current plateau in silicon detectors using photon-counting EMCCDs
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Centro Atómico Bariloche, CNEA/CONICET/IB（巴里洛彻原子中心）；New High Energy Theory Center, Rutgers University（罗格斯大学新高能理论中心）；C.N. Yang Institute for Theoretical Physics, Stony Brook University（石溪大学陈省身理论物理研究所）
