Three-dimensional track reconstruction for directional Dark Matter detection
定向探测暗物质是一种很有前途的搜索策略。然而，为了执行这样的检测，必须从反冲轨道中检索给定的一组参数：方向、感测和检测器体积中的位置。为了优化航迹重建并充分利用未来方向检测器的数据，我们提出了一种专用于三维航迹重建的似然方法。这种新的分析方法被应用到MIMAC检测器。它需要对轨道测量进行完全模拟，以便将真实轨道与模拟轨道进行比较。我们得出结论，可以实现良好的空间分辨率，即阳极平面中的亚毫米和沿漂移轴的厘米。这开启了执行定向检测器的基准化的可能性。角分辨率的范围为20 $^\circ$至80 $^\circ$，这取决于反冲能量，然而，这足以实现暗物质的高意义的发现。相反，我们表明，方向探测器的意义识别能力强烈依赖于反冲能量和漂移距离，与小的效率值（50%-70%）。我们建议不要考虑这些信息，无论是排除或发现暗物质的反冲低于100千电子伏，然后把重点放在轴向数据。
2012-04-11 astro-ph.IM physics.ins-det
Signal Yields of keV Electronic Recoils and Their Discrimination from Nuclear Recoils in Liquid Xenon
我们报告了使用XENON 100探测器在92 V/cm、154 V/cm和366 V/cm漂移场下液体氙对氚β衰变产生的15 keV以下低能电子反冲的响应。采用基于马尔可夫链蒙特卡罗的数据-模拟拟合方法从实验数据中提取光子产额和复合涨落。在两个较低的领域测量的光子产率与文献中的那些一致，在更高的字段366 V/cm的额外的测量。在这些低能量的电子和核反冲歧视，以及它的依赖于漂移场和光子探测效率进行了研究。结果提供了新的测量的能量区域感兴趣的暗物质搜索使用液体氙。
2018-02-01 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of directional range components of nuclear recoil tracks in a fiducialised dark matter detector
我们提出的结果，从第一次测量的轴向范围组件的基准中子感生的核反冲轨道使用DRIFT定向暗物质探测器。在30：10：1 Torr的CS $_2$：CF $_4$：O $_2$气体混合物中，使用不同种类的阴离子之间的时间电荷载流子分离，在DRIFT实验中基准化核反冲事件。对于该测量，通过将探测器从不同方向暴露于$^{252}$ Cf源来产生中子感生核反冲径迹。使用这些事件，当中子源从一个探测器轴移动到另一个时，探测器对预期的轴向方向特征的灵敏度进行了研究。从这些测量中获得的结果表明，在这种基准气体模式下，DRIFT检测器对轴向方向特征具有明显的灵敏度。
2017-07-28 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Pulse-shape discrimination between electron and nuclear recoils in a NaI(Tl) crystal
本文报道了高光输出NaI（Tl）晶体对Am-Be源中子引起的核反冲的响应，并与对$^{137}$ Cs源康普顿散射662 keV $γ$ -射线产生的电子反冲的响应进行了比较。由于NaI（Tl）探测器的高光输出，NaI（Tl）晶体的脉冲形状鉴别（PSD）功率得到了显著提高。用品质因数量化PSD功率，估计了大质量弱相互作用粒子（WIMPs）与核子相互作用率的灵敏度，并与DAMA/LIBRA实验观测到的年调制幅度进行了比较.利用标准晕模型，利用模拟实验，估算了基于100 kg $\cdot$年的NaI探测器数据的自旋无关WIMP-核子相互作用灵敏度.
2015-08-26 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Low-Mass WIMP Sensitivity and Statistical Discrimination of Electron and Nuclear Recoils by Varying Luke-Neganov Phonon Gain in Semiconductor Detectors
在半导体暗物质探测器中放大声子信号可以通过在高电压偏置下操作并将静电势能转换成Luke-Neganov声子来实现。这种放大方法已经在高达|E| = 40 V/cm的电压下得到验证，在CDMS II Ge探测器中不会产生泄漏，允许对质量= 8 GeV和截面为1.8 e-42 cm ^2的基准WIMP的灵敏度，假设在阈值附近的电子反冲背景是平坦的。此外，我们第一次表明，核和电子反冲的Luke-Neganov增益的差异可以用来区分低能量背景和假设的WIMP信号之间的统计操作在两个不同的电压偏置。具体来说，对于一个模拟的20千克-天的实验，99%的事件的p值<1 e-8，其中基准WIMP信号的质量= 8 GeV，截面= 3.3 e-41 cm ^2。
2012-01-18 astro-ph.IM
Discrimination of Recoil Backgrounds in Scintillating Calorimeters
$\n{{}^{210}Po}$的α衰变是稀有事件搜索的危险背景。在这里，我们描述的观测相关的α衰变低温罕见事件搜索与超导温度计（CRESST）。我们发现铅核在我们的$0.0142\pm0.0013$的$\n{CaWO_4}$晶体中显示出相对于相同能量的电子的闪烁光产额。本文描述了一种利用反射箔鉴别核反冲本底源的方法，并证明了它的有效性。这导致光检测器的脉冲形状的可观察差异，其可用于标记这些事件。铅和电子反冲之间的声子探测器的脉冲形状的差异也被提取，打开窗口，未来额外的背景抑制技术的基础上，在这样的实验中的脉冲形状歧视。
2009-03-26 astro-ph.IM
First detection of tracks of radon progeny recoils by MIMAC
MIMAC实验是一个用于定向暗物质搜索的$μ$ -TPC矩阵项目。定向探测是一种基于测量由于太阳系相对于暗物质晕的运动而引起的WIMP通量各向异性的策略。MIMAC计划的主要目的是测量WIMP弹性散射产生的三维核反冲能量和方向。自2012年6月以来，一个双室原型在Modane地下实验室运行。本文首次报道了氡子体产生的核反冲的电离能和三维径迹观测。该测量显示了MIMAC探测器的能力，并为探索低能反冲方向性特征提供了可能性。
2017-06-20 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Dark Matter directional detection with MIMAC
定向探测是一种很有前途的直接暗物质搜索策略。在银道坐标系中，WIMP事件的核反冲径迹角分布应呈现各向异性。该策略需要测量具有约5 keV的阈值的反冲能量，并且3D反冲跟踪下降到几毫米。MIMAC项目以\textmu -TPC矩阵为基础，包括$CF_4$和$CHF_3$，正在开发中。2012年6月，在LSM（Modane的Souterrain）安装了一个双室原型。对前四个月数据采集的初步分析首次允许观察到来自$\mathrm{^{222}Rn}$子代的反冲。
2013-06-18 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Optimisation of amplification and gas mixture for directional Dark Matter searches with the CYGNO/INITIUM project
本文围绕CYGNO/INITIUM方向性暗物质探测项目，研究通过优化光产额、引入高电负性气体抑制电子云扩散，并利用统计工具评估方向性探测器在设定WIMP-核子灵敏度极限及区分不同暗物质模型方面的性能。
2025-07-03 astro-ph.IM physics.ins-det
3-D Tracking of Nuclear Recoils in a Miniature Time Projection Chamber
核反冲的三维重建对于快速中子的定向探测和对弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的方向敏感的搜索是很有意义的，而WIMPs可能构成宇宙的暗物质。我们证明了这种能力与一个微型气体目标时间投影室（TPC）的漂移电荷是雪崩倍增与气体电子倍增器（GEM）和检测与ATLAS FE-I3像素专用集成电路（ASIC）。我们报告的性能表征的检测器，包括测量的增益，增益分辨率，点分辨率，扩散，角分辨率和能量分辨率与低能量的X射线，宇宙射线和α粒子，使用气体Ar：CO $_2$（70：30）和他：CO $_2$（70：30）在大气压下。我们讨论了未来的影响，更大的定向中子和暗物质探测器。着眼于设计和选择这些组件，我们概括我们的结果到检测器性能的分析表达式尽可能。最后，我们展示了3-D定向检测的快中子源。
2014-07-25 astro-ph.IM physics.ins-det
Search for Dark Matter with Liquid Argon and Pulse Shape Discrimination: Results from DEAP-1 and Status of DEAP-3600
在过去的十年中，直接暗物质搜索已经成为一个非常活跃的研究计划，在世界范围内产生了数十个项目，并导致了相互矛盾的结果。正是在这个阶段，液态氩和脉冲形状鉴别（DEAP）的暗物质实验即将进入。该装置采用3600 kg液氩靶和1000 kg基准质量，设计3年无本底运行，对100 GeV的WIMP质量达到了前所未有的10 $^{-46}$ cm $^2$的灵敏度。为了实现这一令人印象深刻的壮举，合作遵循了双管齐下的方法：仔细选择进入探测器结构的每一种材料，以抑制背景，并最佳使用脉冲形状鉴别（PSD）技术将核反冲与电子反冲分离。利用从7公斤原型DEAP-1获得的经验，SNOLAB（加拿大萨德伯里）正在完成一个3 600公斤的探测器，预计将于2014年年中开始采集数据。
2014-06-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the directional sensitivity of DMTPC detectors
暗物质时间投影室（DMTPC）是一种方向敏感探测器，设计用于使用光学和电荷读出系统测量低压CF $_4$气体中反冲$^{19}$ F和$^{12}$ C核的方向。在本文中，我们采用测量从两个DMTPC探测器，与30-60欧姆的工作压力，开发和验证的模型的方向响应和性能的这种探测器作为反冲能量的函数。使用我们的模型作为基准，我们制定了必要的规格可扩展的定向探测器的灵敏度与当前一代计数（非定向）实验，只测量反冲能量。假设现有DMTPC探测器的性能，以及对自旋相关WIMP-核截面的电流限制，我们发现，一个10-20公斤尺度的方向敏感探测器能够将核反冲的测量方向与入射暗物质粒子的预测方向相关联，并提供决定性的信息。（3）$σ$）确认来自非定向实验的候选信号确实是由暗物质粒子从目标核的弹性散射引起的。
2017-05-30 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Searching for universal behaviour in superheated droplet detector with effective recoil nuclei
从有效反冲核阈值能量和折合的等效反冲核阈值能量两个方面讨论了过热液滴探测器的能量刻度。这提供了对于在这种类型的检测器中使用的不同液体有效的通用能量校准曲线。比较了用于中子探测和WIMP暗物质搜寻实验的两种常用液体R114和C4F10。具有较大LET值的反冲核的液体提供更好的中子和伽马辨别。还研究了C_4F_（10）的γ响应，并对结果进行了讨论。探讨了成核参数与有效反冲核阈值能和约化能的关系。
2012-10-11 astro-ph.IM physics.ins-det
Neutron calibration facility with an Am-Be source for pulse shape discrimination measurement of CsI(Tl) crystals
我们建立了一个中子校准设施的基础上，300毫居里的Am-Be源结合弱相互作用的大质量粒子候选人的暗物质的搜索。该装置用于研究CsI（Tl）晶体对Am-Be源中子引起的核反冲的响应，并将其与662 keVPDMATHABMM-射线对$^{137}$ Cs源康普顿散射产生的电子反冲的响应进行比较。用品质因数对核反冲和电子反冲脉冲波形鉴别（PSD）的测量结果进行了量化。与中子反应堆的类似结果的比较表明，使用Am-Be源的中子进行PSD测量校准的可行性。
2014-11-06 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Cathode signal in a TPC directional detector: implementation and validation measuring the drift velocity
低压气态TPC是非常适合的探测器，可以将核反冲的方向与银河系暗物质（DM）晕相关联。事实上，除了提供由于DM粒子在靶气体中的核上的弹性散射而导致的能量沉积的测量之外，它们还允许重建反冲核的轨道。为了排除源自漂移体积内的检测器材料的表面上的放射性衰变的背景事件，正在努力沿着垂直于阴极平面的轴精确地定位漂移体积中的径迹核反冲。在这里，我们报告的实施措施，在阴极上诱导的信号的运动的初级电子朝着阳极在MIMAC室。作为验证，我们进行了所考虑的气体混合物中的电子的漂移速度的独立测量，在时间上将阴极信号与阳极上的电子的到达时间的测量相关联。
2017-11-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Measurement of the scintillation time spectra and pulse-shape discrimination of low-energy beta and nuclear recoils in liquid argon with DEAP-1
DEAP-1低本底液氩探测器被用来测量闪烁脉冲形状的电子和核反冲事件，并证明了脉冲形状歧视（PSD）的可行性下降到20 keV的电子当量能量。在使用三重符合标签的表面数据集中，我们发现被错误识别为核反冲的β事件的分数为$<1.4\times 10^{-7}$（90% C.L.）对于43-86 keVee之间的能量和至少90%的核反冲接受度，在绝对能量标度上具有4%的系统不确定性。在表面上的鉴别测量受到宇宙线产生的中子引起的核反冲的限制。通过将探测器移动到SNOLAB地下实验室，在那里降低的背景速率允许仅用双符合标签进行相同的测量，从而改善了这一点。组合数据集包含$1.23\times10^8$事件。其中之一，在地下数据集中，是在核反冲感兴趣的区域。考虑到来自随机堆积的0.48个事件的预期背景，电子反冲污染的所得上限为$<2.7\times10^{-8}$（90% C.L.）在44-89 keVee之间，并且对于至少90%的核反冲接受度，在绝对能量标度上具有6%的系统不确定性。我们开发了一个通用的数学框架来描述PSD参数分布，并用它来建立一个分析模型，在DEAP-1中观察到的分布。使用这个模型，我们项目的错误识别分数约。$10^{-10}$，对于具有8 PE/keVee光产额的检测器，电子等效能量阈值为15 keV。这一减少使得能够搜索自旋无关散射的WIMP从1000公斤的液体氩的W…
2016-09-14 astro-ph.IM
Backgrounds and pulse shape discrimination in the ArDM liquid argon TPC
ArDM实验于2015年完成了单相调试运行，活性液氩靶质量接近1吨。通过对数据的分析和与模拟的比较，可以测试关键的探测器特性，并确认该装置的低背景性能。利用Cf-252中子刻度源的数据，用脉冲形状鉴别方法估算了电子反冲事件的统计抑制功率。电子和核反冲带的轮廓被发现是很好地描述高斯分布。采用这样一个模型，我们得出的电子反冲统计拒绝能力超过10 $^8$吨级液氩靶的事件超过50个检测到的光子在50%的核反冲接受值。室温下ArDM低温恒温器的Rn-222放射率为65.6 $\pm$ ± 0.4 $μ$ Hz/l，所用大气氩的Ar-39比活度为0.95 $\pm$ ± 0.05 Bq/kg。Canfranc地下站点的宇宙μ子通量被确定为2到3.5 $\times 10^{-3}m^{2}s^{-1}$。这些结果为ArDM在双相运行模式下的下一次物理运行铺平了道路。
2017-12-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Neutron-gamma discrimination of CsI(Na) crystals for dark matter searches
本文研究了CsI（Na）晶体的发光特性。利用采样频率为5GS/s的TDS 3054 C示波器，我们发现核反冲信号主要是衰减时间约为20 ns的超快光脉冲，而γ射线信号的衰减时间约为600 ns。核反冲和γ射线信号的波长也不同。对n/γ分离的研究表明，当电子反冲能量大于20 keV时，抑制因子可达10-7数量级，信号效率大于80%。这样的性质使得CsI（Na）成为寻找暗物质的理想候选者。
2011-02-14 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Technique for Surface Background Rejection in Liquid Argon Dark Matter Detectors using Layered Wavelength-Shifting and Scintillating Thin Films
本文提出了一种在液氩探测器中利用分层波长移动、反射和非反射膜实现表面$α$事件与低能核反冲的鉴别技术。大于$10^{8}$的鉴别能力，类似于氩气中电子反冲的鉴别能力，可以通过在波长移动器涂覆的表面上添加具有适当慢的衰减时间（大约300 ns或更长）的50微米闪烁体层来实现。该技术将允许在一个非常大的下一代氩暗物质实验（具有数百平方米的表面积）中抑制表面$α$事件，而不需要位置重建，从而允许在暗物质搜索中利用更多的仪器质量。该技术也可用于抑制低能核反冲的紧凑型氩探测器中的表面背景，例如在相干中微子-核散射的测量或中子通量的灵敏测量中。
2020-07-05 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Magnetic Inelastic Dark Matter: Directional Signals Without a Directional Detector
磁非弹性暗物质（MiDM）模型，其中暗物质非弹性散射核通过磁偶极子相互作用，先前已被证明调和DAMA/LIBRA年度调制信号与其他实验的零结果。在这项工作中，我们探讨了独特的方向检测签名的MiDM。在暗物质散射到它的激发态后，它以1微秒量级的寿命衰变，并发射出能量约为100 keV的光子。通过研究延迟符合事件，可以探测到核反冲和相应的发射光子。由核相互作用顶点和光子衰变顶点可以重建出激发态的反冲径迹和速度。WIMP反冲轨道的角分布是尖锐的峰值和调制的日常。因此，不需要大体积气体定向探测实验就可以观测到WIMP-核子散射的定向调制。此外，目前的实验，如XENON 100可以立即测量这种定向调制，并限制MiDM参数空间与几千公斤的曝光。
2011-04-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Scintillation Pulse Shape Discrimination in a Two-Phase Xenon Time Projection Chamber
在10克双相氙时间投影室中测量了液态氙脉冲形状鉴别的能量和电场依赖性。我们已经证明了同时使用脉冲形状和荷光比来获得低于单独使用任一判别式可实现的泄漏。蒙特卡罗是用来表明，占主导地位的波动的脉冲形状量是统计性质，并项目的性能，这些技术在较大的检测器。虽然性能通常是弱的，在低能量相关的弹性WIMP反冲搜索，脉冲形状可以用于探测更高能量的非弹性WIMP反冲。
2009-08-06 astro-ph.IM nucl-ex
A New Analysis Method for WIMP searches with Dual-Phase Liquid Xe TPCs
提出了一种新的基于物理观测量的WIMP暗物质研究数据分析方法。传统上，来自液体靶中散射的核反冲能量已经通过在相互作用顶点处产生的初始瞬发闪烁光（S1）来估计。电离电荷（C2）或其二次闪烁（S2）与Log（S2/S1）与S1中的一次闪烁相结合，仅作为电子反冲背景的鉴别参数。支持C2作为更可靠的核反冲能估计比S1的参数。Log（S1/C2）vs.C2的新相空间被引入作为对于核反冲接受更有效的相空间，并且表现出优越的能量分辨率。这是在不损害LIGHTTPC的鉴别能力，也不损害其3D事件重建和基准化能力的情况下实现的，就像只利用电离通道的分析一样。最后，提出了两个独立的能量估计器的概念，用于背景抑制：E2作为主要的（基于C2）和E1作为次要的（基于S1）。Log（E1/E2）与E2的关系被证明是评估WIMP信号候选者的最合适的相空间。
2012-06-22 astro-ph.IM physics.ins-det
A Large-Area Optical Time Projection Chamber for Hard X-ray Polarimetry with Directional Imaging of Low-Energy Electron Recoils
Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所大萨索国家实验室）；INFN Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；IAPS - INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali（空间天体物理学和行星学研究所-意大利国家天体物理研究所）
该研究开发了一种用于硬X射线偏振测量的大面积光学时间投影室，通过三重GEM放大和光学读出技术，实现了低能电子方向成像，展示了高灵敏度和高调制因子的光电效应偏振测量能力。
2026-03-06 astro-ph.IM
Intrinsic neutron background of nuclear emulsions for directional Dark Matter searches
核乳胶技术的最新发展导致了具有纳米卤化银颗粒的薄膜的生产，其适合于跟踪具有亚微米长度的低能核反冲。这一改进为定向暗物质探测开辟了道路，从而为正在进行的WIMP搜索提供了一种创新和补充的方法。这些搜索的一个重要的背景源是由中子引起的核反冲，可以模仿WIMP信号。在本文中，我们提供了一个估计的贡献，这本底从固有的放射性污染的核乳胶。我们还报告了作为读出阈值的函数的诱导背景，通过使用GEANT 4模拟的核乳胶，表明它相当于约0.06中子每年每公斤，完全兼容的设计的10公斤$\times$年曝光。
2016-06-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Low Threshold Results and Limits from the DRIFT Directional Dark Matter Detector
我们目前的结果，从54.7天的现场屏蔽运行的漂移-IId探测器，世界上最敏感的，定向的，暗物质探测器。相对于我们以前的工作进行了一些改进，包括更低的检测阈值，更强大的分析和我们的伽马抑制因子的十倍改进。经过分析，在我们的基准区域中没有事件残留，从而导致自旋相关的WIMP-质子相互作用的排斥曲线在100 GeV/c^2处达到0.28 pb，比我们以前的工作提高了四倍。我们还提出了一个45.4天的无屏蔽运行的DRIFT-IId探测器，在此期间观察到14个核反冲样事件的结果。我们证明，所观察到的核反冲率为0.31+/-0.08事件，每天是一致的检测环境，快速中子从墙壁的博尔比地下科学设施。
2017-03-27 astro-ph.IM physics.ins-det
Scintillation yield from electronic and nuclear recoils in superfluid $^4$He
超流$^4$ He是直接探测光（$<$ 1 GeV）暗物质的一种很有前途的靶材料。在这种介质中可用于读出的可能的信号通道包括提示光子，三重态准分子，以及旋子和声子准粒子。这些信号的相对产率对超流$^4$ He暗物质探测器的灵敏度和分辨能力有影响。用16 cm $^3$体积的1.75 K超流$^4$ He，用6个浸没的光电倍增管读出，测量了36.3 - 185 keV $_\mathrm{ee}$的电子反冲闪烁，得到平均信号大小为$1.25^{+0.03}_{-0.03}$ ~phe/keV $_\mathrm{ee}$，核反冲为53.2 - 1090 keV $_\mathrm{nr}$。我们比较我们的相对闪烁产额测量的结果，现有的半经验模型的基础上氦-氦和电子-氦相互作用截面。我们还研究了延迟闪烁成分作为反冲类型和能量的函数的行为，这是超流$^4$ He中信号鉴别的进一步途径。
2022-05-14 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
GEM-based TPC with CCD Imaging for Directional Dark Matter Detection
本文介绍一种基于GEM的高分辨率CCD读出TPC，用于方向性暗物质探测，实现低能电子与核反冲径迹的精确测量和背景甄别。
2016-09-23 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
A prototype of a directional detector for non-baryonic dark matter search: MIMAC (Micro-TPC Matrix of Chambers)
我们已经开发了一个微型TPC使用像素化的散装micromegas耦合到专用的采集电子作为读出允许重建几个千电子伏反冲的三维轨道。该原型已在IRSN-Cadarache的Amande设施进行了测试，提供单色中子。第一个结果有关歧视的几个千电子伏的电子和质子反冲。
2009-10-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
MIMAC: A micro-tpc matrix project for directional detection of dark matter
非重子暗物质的定向探测是区分WIMP事件和背景事件的一种很有前途的搜索策略。这种策略需要测量的反冲能量下降到几千电子伏和三维重建的轨道下降到几毫米。MIMAC项目，基于微型TPC矩阵，充满CF4和CHF3正在开发中。第一个结果室原型的这个矩阵，低能量核反冲（1H和19F）与单能中子场获得。这种搜索策略的发现潜力说明了一个现实的情况下访问MIMAC。
2011-11-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
R&D Status of Nuclear Emulsion For Directional Dark Matter Search
在本研究中，我们正在进行核乳胶定向暗物质搜索的研究与开发。首先，在名古屋大学的乳剂生产设施中开发了具有精细卤化银晶体的更高分辨率的核乳剂，我们确认它可以检测预期的核反冲径迹。新技术要求读出亚微米磁道。我们开发了扩展技术，并可以读出信号的形状分析与光学显微镜。在150 ~ 200 nm的原始轨道长度范围内，光学显微镜的二维角分辨率为36 °。最后，我们用14.8MeV中子产生的反冲核进行了验证，并研制了以SPring-8为最终检查的X射线显微镜系统，用光学显微镜对选定的候选径迹进行了更高分辨率的检查。在150 ~ 250 nm的径迹长度范围内，角分辨率由光学显微镜的31 °提高到X射线显微镜的17 °。我们正在开发实用的系统，并计划开始与原型探测器的测试运行。
2011-09-22 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
First Dark Matter Search Results from a Surface Run of the 10-L DMTPC Directional Dark Matter Detector
暗物质时间投影室（DMTPC）是一种低压（75 Torr CF 4）10升探测器，能够测量核反冲的矢量方向，目标是定向暗物质探测。在本文中，我们提出了第一个暗物质极限的DMTPC。在80-200 keV反冲能量的分析窗口中，基于35.7克/天的暴露，我们设置了90% CL对于115 GeV/c^2的暗物质粒子质量，自旋相关的WIMP-质子截面的上限为2.0 x 10^{-33} cm^{2}。
2010-12-09 astro-ph.IM hep-ex
Comments on "First Results of the Phase II SIMPLE Dark Matter Search"
SIMPLE合作组织已经报道了他们的过热C2ClF5液滴探测器的结果，包括对α衰变和核反冲之间的声学区分的描述。我们关注的是，中子校准数据中的事件和物理数据中被识别为中子的事件不是从相同的父分布中提取的。这一事实使人们对将本底事件确定为中子、使用校准数据来确定是否接受WIMP引起的核反冲以及观察到对α的区分产生了疑问。
2011-11-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Directional Detection of Dark Matter with MIMAC
定向探测是发现星系暗物质的一种很有前途的搜索策略。我们提出了一个贝叶斯分析框架，致力于暗物质现象学使用定向检测。定向检测作为一个强大的工具，以设置排除限制，验证暗物质检测或约束的暗物质属性，无论是从粒子物理和星系晕物理的兴趣，将被证明。然而，这样的结果需要高度精确的轨道重建，这应该是可达到的MIMAC检测器使用专用的读出结合反冲核的可能性分析。
2011-10-27 astro-ph.IM
Review on non-directional direct dark matter searches
综述了非定向直接检测方法。目前领先的实验自旋无关的WIMP相互作用是使用两个量的同时测量的低温测辐射热计和惰性气体，如氙事件的背景歧视。除此之外，还开发了几种有趣的技术，每种技术都具有特定的优点，例如能量阈值降低或对电离辐射背景的强免疫力。所使用的技术和最新的结果自旋相关和自旋无关的情况下。
2011-10-02 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
DMTPC: A dark matter detector with directional sensitivity
通过将核反冲方向与地球在银河系中的运动方向相关联，定向暗物质探测器可以明确地探测到弱相互作用大质量粒子（WIMP），即使在存在背景的情况下。在这里，我们描述的暗物质时间投影室（DMTPC）检测器，TPC充满CF4气体在低压（0.1大气压）。利用该探测器，我们测量了能量低至100 keV的核反冲矢量方向（头尾），角分辨率<15度。为了研究我们的探测器背景，我们在麻省理工学院校园的一个地下室实验室里工作了几个月。我们目前正在新墨西哥州的废物隔离试验工厂设施建造一种新的高放射性纯度探测器，用于地下部署。
2009-07-03 astro-ph.CO astro-ph.IM
Neutron Beam Tests of $CsI(Na)$ and $CaF_{2}(Eu)$ Crystals for Dark Matter Direct Search
近几十年来，无机晶体被广泛应用于暗物质直接搜索实验。为了促进对$CsI(Na)$和$CaF_{2}(Eu)$晶体的能力的理解，利用单能中子束来研究核反冲的性质，期望其类似于暗物质直接检测的信号。本文报道了$CsI(Na)$和$CaF_{2}(Eu)$中核反冲的淬灭因子，以及$CsI(Na)$中核反冲和$γ$背景之间的改进的鉴别因子。
2016-02-16 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Track length measurement of $^{19}$F$^+$ ions with the MIMAC Dark Matter directional detector prototype
弱相互作用大质量粒子（WIMPs）是暗物质的首选候选者之一。WIMPs应该与探测器的原子核相互作用。如果在直接探测实验中最终观察到一个强有力的信号，那么确认其银河系起源的最佳特征将是核反冲轨道方向。MIMAC合作开发了一种低压气体探测器，可提供核反冲的动能和三维径迹重建。在本文中，我们报告的第一次观测$^{19}$ F核径迹的$5$厘米漂移原型MIMAC探测器，在低动能范围内（$6$ - $26$ keV），使用专门开发的离子束设施。我们已经测量了反冲轨道的长度，并发现我们的测量和标准模拟之间的显着差异。为了理解这些差异，我们进行了一系列的补充实验和模拟，以研究扩散和最终系统学的影响。我们示出了一个意想不到的依赖性的读出的数量对应于施加到Micromegas检测器的$512\ \mathrm{μm}$间隙的电场上的轨道。我们已经介绍了，基于闪光ADC可观察的，校正，以重建物理的3D轨道长度的主要电子云提出这些校正背后的物理。我们表明，扩散和空间电荷效应需要考虑到解释测量和标准模拟之间的差异。这些测量和模拟可能会揭示一个新的光的高增益TPC电离信号一般，特别是在低能量。
2020-03-26 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Directional Dependence and Diurnal Modulation in Dark Matter Detectors
本文研究了离子与大质量弱相互作用粒子（WIMPs）碰撞后反冲的沟道效应。特别是，我们调查的可能性，通道可能会引起昼夜调制的计数率作为地球旋转相对于WIMP风的方向，和效果，通道上的“淬火因子”的检测器。
2011-05-17 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Data acquisition electronics and reconstruction software for directional detection of Dark Matter with MIMAC
银河系暗物质的定向探测需要对低能核反冲轨道进行三维重建。在MIMAC探测器项目的框架内，研制了具有自动触发功能的专用采集电子学和实时航迹重建软件。这种自动触发的采集电子设备使用嵌入式处理来减少仅向其有用部分的数据传输，即命中轨迹的解码坐标和相应的能量测量。介绍了具有在线监测和三维轨迹重建功能的采集软件。
2010-06-07 astro-ph.IM
Use of Superfluid Helium to Observe Directionality of Galactic Dark Matter
准粒子在低温超流氦中远离高电离粒子轨道的传播先前已被证明具有各向异性。我们讨论了这种行为的机制，并表明它发生的核散射的暗物质的反冲能量下降到几千电子伏，也许更低。这使得有可能扩大WIMP搜索与相互作用的截面，达到中微子地板在一个有意义的能量范围。
2023-02-06 astro-ph.IM hep-ph
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
Graphene-based detectors for directional dark matter detection
具有方向灵敏度的暗物质探测器有能力从各向同性背景中区分出暗物质引起的核反冲，从而为星系晕中的暗物质提供了确凿的证据。受石墨烯和二维材料研究的最新进展的启发，我们提出了一类新的定向暗物质探测器，利用石墨烯为基础的范德华异质结。基于石墨烯/六方氮化硼和石墨烯/二硫化钼异质结构的探测器的概念设计的开发和分析。建议的探测器具有模块化的可扩展性，keV级的检测阈值，纳米位置分辨率，灵敏度下降到10 $\mathrm{GeV}/c^2$暗物质质量，和固有的头尾歧视和背景抑制能力。
2019-07-02 astro-ph.CO astro-ph.IM cond-mat.mtrl-sci
Directional detection of non-baryonic dark matter with MIMAC
定向探测非重子暗物质是区分真实WIMP事件和背景事件的一种很有前途的搜索策略。然而，执行这样的策略需要精确测量的能量下降到几个千电子伏和三维重建的轨道下降到几毫米。为了实现这一目标，MIMAC项目已经开发：它是基于一个气态的微型TPC矩阵，充满了3 He，CF 4和/或C4 H10。本文首次给出了低能中子场作用下低能核反冲的实验结果。
2010-09-17 astro-ph.IM
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
Dark matter directional detection with MIMAC
MiMac是一个用于直接探测非重子暗物质的气体（He3，CF4）室的微型TPC矩阵项目。径迹和电离能的测量将允许电子反冲的歧视，而访问的径迹的方向性将打开一个独特的方式来区分一个真正的WIMP信号从任何背景。第一个重建轨道的5.9千电子伏的电子作为一个概念的证明。
2009-05-29 astro-ph.CO astro-ph.IM
Readout technologies for directional WIMP Dark Matter detection
测量WIMP引起的核反冲的方向是一个引人注目的，但技术上具有挑战性的战略，以提供一个明确的银河系暗物质的检测签名。大多数定向探测器的目标是重建暗物质引起的核反冲轨道，无论是在气体或固体目标。定向检测的主要挑战是需要大体积的高空间分辨率，这对读出技术提出了很高的要求。在本文中，我们回顾了各种探测器读出技术所使用的定向探测器。特别是，我们总结了每种方法的挑战，优点和缺点，并讨论了这些技术的未来前景。
2016-10-06 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Directional detection of dark matter streams
定向探测WIMP，其中反冲核的能量和方向的测量，目前提出了唯一的前景探测银河系暗物质的局部速度分布。我们调查的程度，未来的定向探测器将能够探测流的形式的暗物质子结构。我们分析了人马座流的信号，并探讨了流的速度，方向，分散和密度的全参数空间。使用组合的非参数方向统计，配置文件似然比检验和贝叶斯参数推断，我们发现，在可接受的曝光时间（O（10）公斤，每年的截面刚好低于目前的排除限制）未来的方向探测器将是敏感的流速度和密度的范围很广。我们还研究和讨论了探测器的能量窗口的重要性。
2014-11-11 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
MIMAC : A micro-tpc matrix for directional detection of dark matter
定向探测非重子暗物质是区分WIMP事件和背景的一种很有前途的搜索策略。然而，这种策略需要精确测量的能量下降到几keV和3D重建的轨道下降到几毫米。为了实现这一目标，MIMAC项目已经开发。它是基于一个气态的微型TPC矩阵，填充有3 He，CF 4和/或C4 H10。本文介绍了用低单能中子场获得的低能核反冲（1H和19 F）的初步结果。这种搜索策略的发现潜力进行了讨论，并说明了一个现实的情况下访问MIMAC。
2010-12-06 astro-ph.CO astro-ph.IM
