TREX-DM: a low background Micromegas-based TPC for low mass WIMP detection
F. J. Iguaz, J. G. Garza, F. Aznar, J. F. Castel, S. Cebrian, T. Dafni, J. A. Garcia, H. Gomez, D. Gonzalez-Diaz, I. G. Irastorza, A. Lagraba, G. Luzon, A. Peiro, A. Rodriguez
备注：
Proceedings of the 7th Symposium on Large TPCs for Low-Energy Rare Event Detection
暗物质实验最近将其探测技术集中在低质量WIMP上，这需要使用轻元素和低能量阈值。在这种情况下，我们提出了TREX-DM实验，低背景Micromegas为基础的TPC低质量WIMP检测。其主要目标是操作一个有源探测质量$\sim$ 0.300公斤，具有低于0.4 keVee的能量阈值，并完全由先前选择的放射纯材料制成。本文介绍了实际的设置，在Ar+2\%iC $_4$ H $_{10}$在1.2巴的调试的第一个结果，以及未来的更新，为可能的物理运行在Canfranc地下实验室在2016年。第一个背景模型也提出了，基于Geant 4模拟和μ子/电子歧视的方法。在保守的情况下，TREX-DM可能对DAMA/LIBRA和其他正WIMPs信号的暗示敏感，但有一些空间可以通过中子/电子鉴别方法或使用其他轻质气体进行改进。
英文摘要：
Dark Matter experiments are recently focusing their detection techniques in low-mass WIMPs, which requires the use of light elements and low energy threshold. In this context, we present the TREX-DM experiment, a low background Micromegas-based TPC for low-mass WIMP detection. Its main goal is the operation of an active detection mass $\sim$0.300 kg, with an energy threshold below 0.4 keVee and fully built with previously selected radiopure materials. This article describes the actual setup, the first results of the comissioning in Ar+2\%iC$_4$H$_{10}$ at 1.2 bar and the future updates for a possible physics run at the Canfranc Underground Laboratory in 2016. A first background model is also presented, based on Geant4 simulations and a muon/electron discrimination method. In a conservative scenario, TREX-DM could be sensitive to DAMA/LIBRA and other hints of positive WIMPs signals, with some space for improvement with a neutron/electron discrimination method or the use of other light gases.
Low-energy threshold demonstration for dark matter searches in TREX-DM with an $^{37}$Ar source produced at CNA HiSPANoS
Centro de Astropartı́culas y Fı́sica de Altas Energı́as, Universidad de Zaragoza（加泰罗尼亚高能天体物理与粒子中心，萨拉戈萨大学）；Centro Nacional de Aceleradores（国家加速器中心）；Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）
Micromegas TPC studies at high magnetic fields using the charge dispersion signal
国际直线对撞机（ILC）时间投影室（TPC）的横向空间点分辨率目标是100微米的所有轨道，包括刚性90度轨道与完整的2米漂移。微图案气体检测器（MPGD）读出TPC可以以增加的检测器成本和复杂性为代价，利用使用1 mm或更窄的焊盘的现有技术来实现目标分辨率。新的电荷分散MPGD读出技术可以实现良好的分辨率，而不诉诸窄垫。这已经在之前的宇宙射线测试和1特斯拉磁体中的KEK束测试中针对具有GEM和Micromegas的2 mm x 6 mm垫进行了证明。我们最近在DESY的高场超导磁体中测试了使用电荷分散读出概念的Micromegas-TPC。测得的Micromegas增益被发现是恒定的磁场高达5特斯拉的0.5%。在高磁场的横向扩散的强烈抑制，我们测量了一个平坦的50微米的分辨率在5特斯拉超过我们的原型TPC的整个15厘米的漂移长度。
MIMAC: A micro-tpc matrix for dark matter directional detection
暗物质定向探测开辟了一个新的领域，在宇宙学带来的可能性，以建立一个地图的核反冲，将能够探索银河系的暗物质晕，使访问这种物质的粒子表征和形状的晕。MIMAC（MIcro-tpc MAGNETIC of Chambers）合作在过去几年中开发了一种原始原型探测器，该探测器基于大型像素化micromegas与专用快速自触发电子器件的直接耦合，显示了新一代定向探测器的可行性。这种搜索策略的发现潜力进行了讨论和说明。2012年6月，第一个双室原型已经安装在Modane地下实验室（LSM），并显示了第一个地下背景事件，增益稳定性和校准。
Directional detection of Dark Matter with the MIcro-tpc MAtrix of Chambers
与普通物质弱相互作用的粒子，其相关质量为原子核（WIMPs）量级，是暗物质的可能候选者。由这些WIMP之一引起的靶核的弹性碰撞的直接检测必须与由中子产生的信号区分开，中子产生的信号在检测器中留下相同的信号。MIMAC（MIcro-tpc MAGNETIC of Chambers）合作开发了一种原始的原型探测器，该探测器将大型像素化Micromegas与快速自触发电子器件相结合。介绍了Modane地下实验室中运行的双室模块的各个方面：$^{222}$ Rn子体的校准和表征。建立了一个新的实验台，它结合了MIMAC室和COMIMAC便携式淬火线，用于表征MIMAC混合气体中低能离子的三维径迹：给出了初步结果。简要讨论了今后的步骤。
Gaseous time projection chambers for rare event detection: Results from the T-REX project. II. Dark matter
作为T-REX项目的一部分，在过去几年中进行了许多研发和原型设计活动，以探索Micromegas读取的气态TPC在稀有事件搜索中的适用性，如双β衰变（DBD），轴子研究和低质量WIMP搜索。虽然在配套文件中，我们专注于DBD，在本文中，我们专注于搜索暗物质候选者，无论是轴子和WIMP的结果。小型超低背景Micromegas探测器被用于对像CERN的CAST这样的轴子太阳镜中预期的X射线信号进行成像。在CAST中已经实现了低至$0.8\times 10^{-6}$ c keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的本底水平，而在位于Canfranc地下的地下实验室的测试台中已经获得了低至$\sim10^{-7}$ c keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的值。将描述巩固和进一步降低这些值到$\sim10^{-8}$ c keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的前景。这样的探测器，放置在未来的IAXO实验的X射线望远镜的焦点，将允许10 $^5$比CAST更好的信噪比，并搜索太阳轴子与$g_{aγ}$下降到几个10 $^{12}$ GeV $^{-1}$，以及进入未探索的轴子参数空间。此外，这些TPC的放大版本，适当屏蔽并放置在地下，可以在寻找低质量WIMP方面具有竞争力。TREX-DM原型，$\sim$ 0.3…
Accurate gamma and MeV-electron track reconstruction with an ultra-low diffusion Xenon/TMA TPC at 10 atmospheres
我们报告的性能10大气压氙/三甲胺时间投影室（TPC）的X射线（30千电子伏）和γ射线（0.511-1.275兆电子伏）的检测结合相关电子的准确跟踪。当在如此高的压力和1%的混合物中操作时，除了形成方便的潘宁-荧光混合物之外，三甲胺（TMA）赋予氙极低的电子扩散（1.3 ± 0.13 mm-σ（纵向），0.8 ± 0.15 mm-σ（横向），沿1 m漂移）。TPC在其有效体积中容纳1.1 kg气体，在电荷放大模式下连续运行100个生存日。读出是通过最近推出的microbulk Micromegas技术和AFTER芯片进行的，为大约10 cm/MeV长的电子径迹提供了8 mm x 8 mm x 1.2mm的3D体素化。这项工作是作为NEXT合作的研发计划的一部分开发的，用于未来的探测器升级，以寻找136 kB中的0 bbnu衰变，特别是那些基于新型气体混合物的探测器。因此，我们最终专注于重建的MeV电子轨道的量热和拓扑性质。
