Geant4-based electromagnetic background model for the CRESST dark matter experiment
CRESST Collaboration, A. H. Abdelhameed, G. Angloher, P. Bauer, A. Bento, E. Bertoldo, R. Breier, C. Bucci, L. Canonica, A. D'Addabbo, S. Di Lorenzo, A. Erb, F.… 展开作者
CRESST Collaboration, A. H. Abdelhameed, G. Angloher, P. Bauer, A. Bento, E. Bertoldo, R. Breier, C. Bucci, L. Canonica, A. D'Addabbo, S. Di Lorenzo, A. Erb, F. v. Feilitzsch, N. Ferreiro Iachellini, S. Fichtinger, A. Fuss, P. Gorla, D. Hauff, M. Ješkovský, J. Jochum, J. Kaizer, A. Kinast, H. Kluck, H. Kraus, A. Langenkämper, M. Mancuso, V. Mokina, E. Mondragón, M. Olmi, T. Ortmann, C. Pagliarone, V. Palušová, L. Pattavina, F. Petricca, W. Potzel, P. Povinec, F. Pröbst, F. Reindl, J. Rothe, K. Schäffner, J. Schieck, V. Schipperges, D. Schmiedmayer, S. Schönert, C. Schwertner, M. Stahlberg, L. Stodolsky, C. Strandhagen, R. Strauss, C. Türkoğlu, I. Usherov, M. Willers, V. Zema, J. Zeman
The CRESST (Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers) dark matter search experiment aims for the detection of dark matter particles via elastic scattering off nuclei in $\mathrm{CaWO_4}$ crystals. To understand the CRESST electromagnetic background due to the bulk contamination in the employed materials, a model based on Monte Carlo simulations was developed using the Geant4 simulation toolkit. The results of the simulation are applied to the TUM40 detector module of CRESST-II phase 2. We are able to explain up to $(68 \pm 16)\,\mathrm{\%}$ of the electromagnetic background in the energy range between $1\,\mathrm{keV}$ and $40\,\mathrm{keV}$.
First results from the CRESST-III low-mass dark matter program
CRESST实验是一个直接的暗物质搜索，其目的是测量潜在的暗物质粒子在地球上的探测器的相互作用。在目前的CRESST-III阶段，我们专注于低能量阈值，以提高对光暗物质粒子的灵敏度。在这篇手稿中，我们描述了在CRESST-III（05/2016-02/2018）的第一次运行中运行的一个探测器的分析，实现了30.1eV的核反冲阈值。该结果是用23.6 g CaWO $_4$晶体在Cratori Nazionali del Gran Sasso（LNGS）的CRESST装置中作为低温蒸发量热计操作获得的。初级声子/热信号和同时发射的闪烁光（其在单独的蓝宝石上硅光吸收体中被吸收）都用在~ 15 mK下操作的高灵敏度过渡边缘传感器测量。这些传感器与我们目标中存在的轻元素氧的独特组合产生对低至160 MeV/c $^2$的暗物质粒子质量的灵敏度。
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。
