Ultra low background Micromegas detectors for BabyIAXO solar axion search
E. Ferrer-Ribas, K. Altenmüller, B. Biasuzzi, J. F. Castel, S. Cebrián, T. Dafni, K. Desch, D. Díez-Ibañez, J. Galán, J. Galindo, J. A. García, A. Giganon, C. G… 展开作者
E. Ferrer-Ribas, K. Altenmüller, B. Biasuzzi, J. F. Castel, S. Cebrián, T. Dafni, K. Desch, D. Díez-Ibañez, J. Galán, J. Galindo, J. A. García, A. Giganon, C. Goblin, I. G. Irastorza, J. Kaminski, G. Luzón, C. Margalejo, H. Mirallas, X. F. Navick, L. Obis, A. Ortiz de Solórzano, J. von Oy, T. Papaevangelou, O. Pérez, E. Picatoste, J. Ruz, T. Schiffer, S. Schmidt, L. Segui, J. K. Vogel
备注：
4 pages, 2 figures, submitted for the proceedings of the International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors, December 2022, Israel
The International AXion Observatory (IAXO) is a large scale axion helioscope that will look for axions and axion-like particles produced in the Sun with unprecedented sensitivity. BabyIAXO is an intermediate experimental stage that will be hosted at DESY (Germany) and that will test all IAXO subsystems serving as a prototype for IAXO but at the same time as a fully-fledged helioscope with potential for discovery.
One of the crucial components of the project is the ultra-low background X-ray detectors that will image the X-ray photons produced by axion conversion in the experiment. The baseline detection technology for this purpose are Micromegas (Microbulk) detectors. We will show the quest and the strategy to attain the very challenging levels of background targeted for BabyIAXO that need a multi-approach strategy coming from ground measurements, screening campaigns of components of the detector, underground measurements, background models, in-situ background measurements as well as powerful rejection algorithms. First results from the commissioning of the BabyIAXO prototype will be shown.
Lowering the background level and the energy threshold of Micromegas x-ray detectors for axion searches
轴子太阳窥镜通过在强磁场中转换为x射线来寻找太阳轴子。使用低背景X射线探测器是提高这些搜索灵敏度的一个重要组成部分。本文综述了用于欧洲核子研究中心（CERN）轴子太阳望远镜（CAST）和未来国际轴子天文台（IAXO）的Micromegas探测器的最新进展。CAST中的实际设置已实现低于10 $^{-6}$ keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的本底水平，比第一代Micromegas探测器低100倍。这种减少是基于主动和被动屏蔽技术，选择放射纯材料，离线歧视技术和读出的高粒度。我们详细描述的背景模型的检测器，其操作的基础上在CAST网站和Canfranc地下实验室（LSC），以及Geant 4模拟。目前在LSC达到的最佳水平低于10 $^{-7}$ keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，并显示出该技术在IAO中应用的良好前景。最后，我们提出了一些想法和结果，降低这些探测器的能量阈值低于1千电子伏，使用高透明的窗口，自动触发电子学和研究在不同的能量的集群形状。由于在这个能量范围内预期会有高通量的类轴子粒子，亚千电子伏阈值探测器可以扩大轴子太阳镜的物理情况。
Fabrication status and expected performance of the inner-core X-ray optic for BabyIAXO
Columbia University（哥伦比亚大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；CHEXS；University of North Carolina at Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；TU Dortmund University（多特蒙德工业大学）
Resonant heterodyne conversion applied to a low-frequency haloscope for dark matter axion searches in the 1-35 MHz range
Universidad Politécnica de Cartagena（卡塔赫纳理工大学）；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), CSIC-University of Valencia（粒子物理研究所 (IFIC)，西班牙瓦伦西亚大学）；Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC)（坎夫朗斯地下实验室 (LSC)）
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…
