Study of cosmogenic activation above ground of Ar for DarkSide-20k
针对DarkSide-20k实验，研究氩在地面受宇宙射线照射产生的长寿命放射性同位素，推导了包括39Ar在内的同位素活性和探测器预期计数率。
2024-02-04 astro-ph.IM physics.ins-det
Simulation of argon response and light detection in the DarkSide-50 dual phase TPC
开发了一个名为G4 DS的基于Geant 4的蒙特卡罗软件包来模拟DarkSide-50的响应，DarkSide-50是一个自2013年以来在LNGS运行的实验，旨在检测液态氩中的WIMP相互作用。在WIMP的搜寻过程中，DarkSide-50取得了两个重要的里程碑：利用脉冲形状识别技术，排除了功率约为10^7的电子反冲背景，以及测量了地下氩中残留的39 Ar污染，相对于大气氩，该污染低了约3个数量级。这些结果依赖于探测器对液氩闪烁、电离和电子-离子复合过程响应的精确模拟。这项工作提供了一个完整的概述黑暗面蒙特卡罗和它的性能，特别关注巴黎，定制的液氩响应模型。
2017-09-26 hep-ex physics.ins-det
Proto-0: a prototype for validating key technologies of the DarkSide-20k experiment and beyond
Università degli Studi Federico II di Napoli（那不勒斯费德里科二世大学）；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格兰萨索国家实验室）；INFN Laboratori Nazionali del Sud（意大利国家核物理研究所南方国家实验室）；National Research Nuclear University MEPhI（莫斯科国立核研究大学）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Nicolaus Copernicus Astronomical Center, Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文学中心）；National Research Centre Kurchatov Institute（库尔恰托夫国家研究中心）
Proto-0原型用于验证DarkSide-20k实验关键技术和电荷提取机制，通过单相调试和闪烁光产量测量实现低背景运行目标。
2026-03-06 hep-ex physics.ins-det
Analysis of the S1 triplet component in the DarkSide-50 experiment
本研究利用DarkSide-50数据逐事件分析液氩杂质（尤其是氮）对S1三重态寿命的猝灭影响，并以已知纯度下的寿命作为氩气纯度参考。
2024-10-28 hep-ex physics.ins-det
The DarkSide Program at LNGS
暗边是一个直接探测暗物质的计划，基于两个阶段的时间投影室与耗尽氩靶。暗面探测器的设计，使用新的低本底技术和主动屏蔽，能够证明在现场一个非常低的残留本底水平。这意味着DarkSide计划中的每个探测器都应该有能力根据对一些核反冲事件的观察，对暗物质探测做出令人信服的声明。该合作目前正在意大利Gran Sasso的Nazionali del Gran Sasso运营一个10公斤的原型探测器DarkSide-10，而该计划中的第一个物理探测器DarkSide-50预计将于2012年底部署在LNGS。
2011-09-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The optical simulation model of the DarkSide-20k Veto detector
DarkSide-20 k是一个稀有事件搜索实验，旨在寻找暗物质粒子的信号。它是一种双相探测器，可记录源自与液氩探测器介质相互作用的粒子的电离和闪烁信号。它被封闭在一个单相液氩中子否决槽中，配备了用于捕获中子的Gd装载面板。由于否决和颗粒识别是使用光信号进行的，因此最大化光输出至关重要。光收集效率取决于检测器的光学特性，特别是对于具有百分比量级的光电传感器覆盖率的否决检测器，壁的反射率具有很大的影响。为了量化收集的光量，使用光学特性数据进行了全面的Geant 4模拟。在这项工作中，将讨论否决实验的光学模型的详细描述。
2021-12-09 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
A study of events with photoelectric emission in the DarkSide-50 liquid argon Time Projection Chamber
在粒子探测器中寻找暗物质相互作用的明确证据是物理学研究的一个主要目标。液态氩时间投影室提供了一条探测弱相互作用大质量粒子在原子核上散射截面的路径，直到所谓的中微子层，质量范围从几个GeV到几个TeV。在LNGS DarkSide-50探测器成功运行的基础上，设计了一个新的、更灵敏的实验DarkSide-20 k，目前正在建造中。对DarkSide-50探测器响应的透彻理解，以及因此对所有类型的观测事件的透彻理解，对于新实验的最佳设计至关重要。在本文中，我们报告了一组特殊的事件，这是不用于暗物质搜索。也就是说，在小于最大漂移时间的时间窗口中，标准的两脉冲闪烁-电离信号伴随有源自单个或几个电子的小幅度第三脉冲。我们将我们的研究结果与LUX合作组织最近的一篇论文（D. S. Akerib et al. Phys.Rev.D 102，092004）进行了比较。事实上，这两个实验都观察到与阴极光电离有关的事件。从这些事件的测量速率，我们估计的第一次沉积在黑暗面-50阴极上的四苯基丁二烯的量子效率在128 nm左右的波长，在液态氩。此外，两个实验都观察到可能与液体中杂质的光电离有关的事件。每单位长度的光电子发射的概率原来是一个数量级小的DarkSide-50比在LUX。这一结果，加上更大的测量电子寿命，一致地暗示在黑暗面-50比在LUX的污染物浓度较低。
2021-11-27 hep-ex physics.ins-det
Measurement of isotopic separation of argon with the prototype of the cryogenic distillation plant Aria for dark matter searches
本研究利用DarkSide-20k实验的Aria低温蒸馏装置原型，首次实现氩三种稳定同位素的同时分离，验证了装置提纯靶氩的能力，为暗物质探测实验奠定基础。
2023-01-26 astro-ph.IM physics.ins-det
A Facility for Low-Radioactivity Underground Argon
DarkSide-50实验证明了从深层地下来源提取和纯化氩的能力，并表明氩中$^{39}$ Ar的浓度比来自大气的氩中发现的水平大大降低。这一发现拓宽了氩基探测器的物理范围，并在高能物理、核物理以及环境和相关科学中创造了对低放射性地下氩（UAr）的需求。全球氩暗物质合作组织（GADMC）正准备为DarkSide-20 k生产UAr，但目前还不存在通用的UAr供应。在适当的资源下，这些工厂可以作为一个设施来运营，为黑暗面20 K生产后的大多数实验提供UAr。然而，如果当前的来源变得不可用，或者需要比当前来源更大的UAr质量，则必须找到新的来源。为了找到新的来源，需要了解天然气田地下放射性氩同位素的产生，以及测量$^{37}$ Ar、$^{39}$ Ar和$^{42}$ Ar至超低水平的能力。设施的操作产生了对辅助系统的需要，以直接或间接地监测$^{37}$ Ar、$^{39}$ Ar或$^{42}$ Ar渗透，其也可用于检查新的UAr源中的$^{37}$ Ar、$^{39}$ Ar和$^{42}$ Ar水平，但需要将UAr与基质井气分离的能力。非常需要找到与工业合作以找到富含UAr的气流或使UAr设施商业化的方法。
2022-03-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Study of cosmogenic activation above ground for the DarkSide-20k experiment
针对暗物质直接探测实验DarkSide-20k的地面宇宙射线活化本底问题，估算相关长寿命放射性同位素活度，验证铜、不锈钢活化及UAr中39Ar等同位素活度均在可接受范围内，为实验筹备提供依据。
2023-06-25 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Cryogenic SiPMs for the Optical Readout of DarkSide-20k
本文介绍DarkSide-20k实验采用低温SiPM技术，开发大面积光子探测器单元（PDU），用于暗物质探测器的光学读出，已生产超600个PDU。
2025-02-13 hep-ex physics.ins-det
Calibration of the liquid argon ionization response to low energy electronic and nuclear recoils with DarkSide-50
DarkSide-50已经证明了双相液氩时间投影室在探索GeV/c $^2$质量范围内的WIMP相互作用方面的高潜力。该技术的基础上，通过在气相中的电致发光放大的电离信号的检测，允许探索反冲能量下降到子千电子伏的范围。利用DarkSide-50测量了$\sim$ 180~eV $_{er}$的电子反冲电离产额，利用$^{37}$ Ar和$^{39}$ Ar衰变，并用D-I-mel盒模型外推到少数电离电子。此外，我们提出了一个依赖于模型的测定核反冲的电离响应$\sim$ 500~eV $_{nr}$，有史以来最低的液氩，使用\textit{in situ}中子校准源和外部数据集从中子束实验。
2021-09-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
High-Voltage Performance Testing in LAr of the PMMA Cathode Connection for the DarkSide-20k Experiment
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）
DarkSide-20k实验通过在液氩中测试PMMA阴极连接的高压性能，验证了其在地下探测暗物质中的可行性。
2026-02-18 physics.ins-det
The Electronics, Trigger and Data Acquisition System for the Liquid Argon Time Projection Chamber of the DarkSide-50 Search for Dark Matter
DarkSide-50实验是在Gran Sasso的Nazionali实验室进行的，它使用一个双相时间投影室，以50公斤低放射性氩作为目标，寻找暗物质。来自氩中相互作用的光信号由38个光电倍增管（PMT）的系统检测，其中19个在氩低温恒温器内的TPC体积上方，19个在氩低温恒温器内的TPC体积下方。我们描述了处理来自光电倍增器的信号的电子设备，识别感兴趣的事件的触发系统，以及记录数据以供进一步分析的数据采集系统。电子设备包括PMT上的电阻分压器、直接安装在液氩中PMT分压器上的定制前置放大器以及定制放大器/鉴别器（室温下）。光电倍增管信号经放大后在CAEN波形数字化器中数字化，用CAEN逻辑模块构成触发器，TPC的数据采集系统基于Fermilab的artmilling软件。该系统自2014年初开始运行。
2017-11-20 hep-ex physics.ins-det
DArT, a detector for measuring the 39Ar depletion factor
通过星系WIMP的弹性散射直接探测暗物质的最强大的技术之一是使用液态氩时间投影室。大气氩（AAr）具有天然存在的放射性同位素\ar{}，其为宇宙成因的。使用从地下井中提取的氩气，剥夺了\ar{}，是这些实验的物理潜力的关键。黑暗面-20 k（DS-20 k）暗物质搜索实验将使用50吨放射性纯地下氩（UAr）进行操作，这些氩从Cortez（美国）的Urania工厂提取，并在Aria蒸馏工厂（意大利撒丁岛）进行纯化。根据\ar{}评估UAr的放射性纯度对于DS-20 k的成功以及全球氩暗物质合作组织（GADMC）的未来实验至关重要，并将通过名为\dia{}的实验完成。DArT是一个小的腔室，将包含在测试中的氩气。该探测器将浸没在位于西班牙Canfranc地下实验室（LSC）的ArDM探测器的LAr活动体积中，该探测器将对来自探测器材料和周围岩石放射性的光子的背景事件起到积极的否决作用。
2020-01-22 physics.ins-det
Characterization of spurious-electron signals in the double-phase argon TPC of the DarkSide-50 experiment
该研究利用DarkSide-50实验数据首次全面表征双相氩TPC中的伪电子信号，明确了部分信号的杂质俘获延迟释放、钢栅极光电离等产生机制，为未来暗物质搜寻实验降低本底、提升灵敏度提供依据。
2026-10-02 hep-ex physics.ins-det
Effective field theory interactions for liquid argon target in DarkSide-50 experiment
我们重新分析了DarkSide-50实验收集的数据，并在有效场论框架下对弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与氩核的自旋无关相互作用率进行了限制。该数据集对应于一个总的（16660 $\pm$ 270）千克/天的曝光使用的目标低放射性氩提取地下来源。我们得到了非相对论系统展开中12个主要算子的有效耦合的上限。对于每个有效耦合，我们对WIMP-核子截面设置约束，在90\%置信水平下，对于质量为100 $\mathrm{GeV/c^2}$（1000 $\mathrm{GeV/c^2}$）的WIMP，在$2.4 \times 10^{-45} \, \mathrm{cm}^2$和$2.3 \times 10^{-42} \, \mathrm{cm}^2$之间设置上限（8.9 $\times 10^{-45} \, \mathrm{cm}^2$和6.0 $\times 10^{-42} \, \mathrm{cm}^2$）。
2020-02-18 hep-ex hep-ph physics.ins-det
SiPMs for cryogenic temperature
DarkSide-20 k合作项目正准备装备20 m^2的SiPM，在86 K的液态氩中工作，用于直接搜索WIMP。该合作必须解决许多技术方面的问题，例如为在液态氩中操作而优化的SiPM的开发，基于SiPM的大型探测器的读出，使用放射纯材料的20多万SiPM的可靠封装。将讨论FBK最新的低温扩展增益SiPM的低温应用和性能的封装解决方案。
2019-04-01 astro-ph.IM physics.ins-det
Overview of the data acquisition system architecture for the DarkSide-20k experiment
本文概述了暗物质直接探测实验DarkSide-20k的数据采集系统架构，介绍其无触发运行模式、数字化设备配置及两级数据处理传输流程，可支撑3 GB/s量级的实验数据处理需求。
2025-02-21 hep-ex physics.ins-det
Construction and characterisation of the DarkSide-20k veto silicon photo-multiplier tiles
本文描述了DarkSide-20k实验中用于抑制背景辐射的vTiles的生产与测试，验证了其在低温下的稳定性和低放射性污染，成功生产出超过87%的vTiles，满足实验需求。
2026-09-22 hep-ex physics.ins-det
DarkSide-20k: A 20 Tonne Two-Phase LAr TPC for Direct Dark Matter Detection at LNGS
在操作DarkSide-50探测器的成功经验的基础上，DarkSide合作组织将建造DarkSide-20 k，这是一种直接WIMP搜索探测器，使用两相液体氩时间投影室（LArTPC），有效（基准）质量为23 t（20 t）。DarkSide-20 k LArTPC将被部署在一个护盾/否决器内，在圆柱形的水切伦科夫否决器（WCV）内有一个球形的液体闪烁器否决器（LSV）。DarkSide-50的运行表明，在应用脉冲形状分析之前，当使用从地下源提取的氩时，占主导地位的$^{39}$ Ar背景显著降低。从DarkSide-50的数据，与MC模拟和分析建模相结合，显示了一个拒绝因子之间的歧视$\gt3\times10^9$的电子和核反冲是可以实现的。这与否决系统的使用一起，是解锁大LArTPC探测器质量的关键，同时保持“无仪器背景”实验，在计划曝光期间，在WIMP搜索区域内预计发生不到0.1个事件（PDMATHAMO引起的核反冲除外）的实验。DarkSide-20 k将具有比原位测量的超低背景。对于$1$ TeV $/c^2$（$10$ TeV $/c^2$）质量的WIMP，这将给出$1.2\times10^{-47}$ cm $^2$（$1.1\times10^{-46}$ cm $^2$）的WIMP-核子截面的灵敏度，在5年运行期间产生100 t/年的无任何仪器背景的曝光。DarkS…
2017-07-25 physics.ins-det
CALIS - a CALibration Insertion System for the DarkSide-50 dark matter search experiment
本文介绍了DarkSide-50直接暗物质搜寻实验中校准源插入系统（CALIS）的设计、制造、调试和使用。CALIS将放射源部署到液体闪烁体否决器中，以表征DarkSide-50液体氩时间投影室和周围30 t有机液体闪烁体中子否决器的探测器响应和探测效率。它于2014年9月投入使用，自那时以来已成功用于几次伽马和中子源活动。下面给出硬件的描述和校准分析结果的摘录。
2017-09-27 physics.ins-det
Quality Assurance and Quality Control of the $26~\text{m}^2$ SiPM production for the DarkSide-20k dark matter experiment
本研究介绍了暗物质探测器DarkSide-20k所用的26 m² FBK NUV-HD-cryo SiPM的生产QA/QC方案，采用77K晶圆级探针台测试，截至2025年3月已完成94%晶圆测试，良率达93.2±2.5%，超原定80%的指标。
2025-03-19 physics.ins-det
First Results from the DarkSide-50 Dark Matter Experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso
我们报告了DarkSide-50的第一个结果，这是一个直接搜索在地下大萨索国家实验室（LNGS）中运行的暗物质的项目，并搜索可能由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）引起的罕见核反冲。该暗物质探测器是一个有效质量为（46.4+-0.7）kg的液氩时间投影室，在30 t有机液体闪烁体中子否决器内运行，该中子否决器又安装在1 kt水切伦科夫否决器的中心，用于宇宙射线的剩余通量。我们在这里报告的空结果的暗物质搜索（1422+-67）千克d暴露与大气氩气填充。这是用氩靶进行的最灵敏的暗物质搜索，对应于WIMP质量为100 GeV/c^2时，WIMP-核子自旋无关截面的CL上限为90%，为6.1 × 10 ^-44 cm ^2。
2015-02-27 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
The science and technology of liquid argon detectors
本文系统综述液氩探测器的物理化学基础、量能器/闪烁体/TPC等技术形态及其在ATLAS、DUNE、暗物质实验中的应用，并展望新型读出与医学应用。
2024-05-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Long-term temporal stability of the DarkSide-50 dark matter detector
该研究评估了DarkSide-50探测器近三年运行中的长期稳定性，重点分析电致发光信号，发现其产额稳定性优于0.5%，且亚keV区域事件率与背景预测一致。
2024-05-22 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
The Electronics and Data Acquisition System for the DarkSide-50 Veto Detectors
DarkSide-50是一个探测暗物质候选者的探测器，其形式为弱相互作用大质量粒子（WIMP）。它利用液态氩时间投影室（LAr TPC）作为内部主探测器。TPC由液体闪烁体否决（LSV）和水切伦科夫否决探测器（WCV）包围。LSV和WCV都装有光电倍增管，作为DarkSide-50的中子和宇宙成因μ子否决探测器。本文介绍了这两个探测器的电子和数据采集系统。
2016-06-10 hep-ex physics.ins-det
The Electronics and Data Acquisition System of the DarkSide Dark Matter Search
通常从天文测量推断，暗物质（DM）约占宇宙能量密度的27%。如果DM是一种亚原子粒子，那么一个可能的候选者就是弱相互作用大质量粒子（WIMP），而黑暗面-50（DS）实验就是直接寻找WIMP-核碰撞的证据。DS位于意大利Gran Sasso国家实验室（LNGS）的地下，由三个活跃的嵌入式组件组成：外层水否决（CTF），液体闪烁体否决（LSV）和液氩（LAr）时间投影室（TPC）。本文介绍了DS探测器的数据采集和电子系统，旨在检测这种碰撞的剩余电离。
2015-01-22 astro-ph.IM physics.ins-det
Flow and thermal modelling of the argon volume in the DarkSide-20k TPC
本研究通过计算流体动力学模拟和传热计算，优化了DarkSide-20k实验TPC的氩气流型与热学条件，确保靶标高效纯化、校准源均匀分布及稳定气袋形成。
2025-06-26 hep-ex physics.ins-det
Results from the first use of low radioactivity argon in a dark matter search
液态氩是一种明亮的闪烁体，具有强大的粒子识别特性，使其成为直接探测暗物质搜索的有吸引力的目标。DarkSide-50暗物质搜索报告了使用低放射性氩靶获得的第一个WIMP搜索结果。DarkSide-50是一个暗物质探测器，使用两相液氩时间投影室，位于Gran Sasso国家实验室。地下氩中的Ar-39含量比大气氩低（1.4 +- 0.2）× 10^3。我们报告了（2616 +- 43）kg/d数据的无背景空结果，累积超过70.9个存活日。当结合我们以前使用大气氩气的搜索时，90% C. L.基于在WIMP搜索区域中发现的零事件，WIMP-核子自旋无关截面的上限为2.0 x 10^-44 cm ^2（8.6 x 10^-44 cm ^2，8.0 x 10^-43 cm ^2），WIMP质量为100 GeV/c^2（1 TeV/c^2，10 TeV/c^2）。
2016-04-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Benchmarking the design of the cryogenics system for the underground argon in DarkSide-20k
本文针对DS-20k地下氩长期净化与稳定运行需求，设计并基准测试含液氮冷凝器和热交换器级联的1000 slpm低温再循环系统，验证其效率、压力与冷却性能。
2025-02-19 hep-ex physics.ins-det
Proportional electroluminescence in two-phase argon and its relevance to rare-event experiments
本文首次系统地研究了87 K、1.00atm下Ar气中的两相比例电致发光。液态氩有少量（56 ppm）的氮混合物，这使得理解，除其他外，在使用两相Ar探测器的稀有事件实验中，N2掺杂对EL机制的影响。测量在两相低温雪崩检测器（CRAD）中进行，EL间隙位于液-气界面正上方。通过低温PMT和盖革模式APD（GAPD），在真空紫外（VUV）中，在128 nm附近（Ar受激准分子发射）和在近紫外（UV）中，在300-450 nm（N2第二正系统发射）光学读出EL间隙。在VUV和UV中，测得比例电致发光的放大参数为109 ± 10个光子/漂移电子/kV，其中51 ± 6%在UV中发射。在电场为3.7 ± 0.2kV/cm时，测得的电致发光阈值与理论预测的一致。后者的结果是特别相关的黑暗面和场景暗物质搜索相关的实验，其中的操作电场，从而在S2（电离感应）信号的出现的边缘。所获得的结果铺平了道路的发展N2掺杂的两相Ar探测器与增强灵敏度的S2信号。
2015-10-20 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The Darkside-20k Data Acquisition System
DarkSide-20k实验利用液态氩作为靶材，设计了高灵敏度无背景暗物质探测系统，采用双相时间投影室和外部 veto 系统，配备2720个基于SiPM的读出通道，数据采集系统具备连续无触发波形数字化和在线处理能力，确保长期数据存储。
2026-07-15 physics.ins-det
Sensitivity projections for a dual-phase argon TPC optimized for light dark matter searches through the ionization channel
本文提出DarkSide-LowMass双相氩探测器概念设计，通过低阈值电离通道搜索轻暗物质，可达到太阳中微子本底灵敏度，并考虑Migdal效应探测低至10 MeV/c$^2$的暗物质。
2023-06-20 hep-ex physics.ins-det
The veto system of the DarkSide-50 experiment
由中子散射产生的核反冲事件形成了WIMP直接探测实验中最重要的背景之一，因为它们可能产生看起来完全像WIMP相互作用的核反冲。在DarkSide-50中，我们使用我们的中子否决权积极抑制和测量中子诱导背景事件的速率，该中子否决权由水切伦科夫探测器内的硼负载液体闪烁体探测器组成。本文介绍了DarkSide-50中子否决系统的探测器结构、事例重建和数据分析的基本原理以及基本性能参数。
2015-12-24 hep-ex physics.ins-det
Cryogenic characterisation of the FBK NUV-HD-cryo Silicon Photomultipliers for the DarkSide-20k dark matter experiment
该研究针对DarkSide-20k暗物质实验所需的FBK NUV-HD-cryo硅光电倍增管，在低温下测量其暗噪声率、增益、串扰、光子探测效率及次级光子发射等关键特性，为探测器光学平面的传感器选型提供低温性能依据。
2026-10-14 hep-ex physics.ins-det
Status of the ArDM Experiment: First results from gaseous argon operation in deep underground environment
氩暗物质（ArDM-1 t）实验是一个吨级液态氩（LAr）双相时间投影室，设计用于直接搜索暗物质。这样的设备允许探索LAr的低能量前沿。在欧洲核子研究中心的地面成功运行后，探测器已被部署在地下，目前正在Canfranc地下实验室（LSC）进行调试。在本文中，我们描述了安装的状态，并提出了在气相中收集的数据的第一个结果。
2013-06-29 physics.ins-det
TRANSLATE -- A Monte Carlo Simulation of Electron Transport in Liquid Argon
本文提出了一种名为TRANSLATE的液氩中电子输运时域蒙特卡洛模拟软件包，通过引入直至电离的额外截面过程对漂移电子散射相互作用进行建模，并利用气体和液体实验数据中的群参数验证了其性能，为液氩中微子探测器环境的研究与优化提供了多用途工具。
2024-01-04 physics.ins-det
Index of refraction, Rayleigh scattering length, and Sellmeier coefficients in solid and liquid argon and xenon
大型液氩探测器已广泛用于低速实验，包括暗物质和中微子研究。然而，在与当前和不久的将来的探测器相关的大尺度上，液态氩的光学性质还没有得到很好的理解。液态氩在闪烁波长处的折射率还没有被测量，并且当前的瑞利散射长度计算与测量不一致。此外，固体氩和固体氙在其闪烁波长处的瑞利散射长度和折射率以前没有被测量或计算过。我们引入了一个新的计算，使用现有的数据在液体和固体氩和氙外推的闪烁波长的光学性质，使用Sellmeier色散关系。
2017-08-11 physics.ins-det
Effect of Low Electric Fields on Alpha Scintillation Light Yield in Liquid Argon
测量了DarkSide-50液态氩时间投影室内$^{222}$ Rn衰变链中α粒子的闪烁光产额。发现光产额随着施加的电场增加而增加，与没有电场的α相比，在200 V/cm电场中的α表现出光产额增加2%。
2016-11-04 nucl-ex physics.ins-det
Development of an anti-Compton veto for HPGe detectors operated in liquid argon using Silicon Photo-Multipliers
提出了一种利用硅光电倍增管进行液氩闪烁光探测的概念验证探测器。这项工作的目的是建立一个反康普顿否决锗探测器直接在液态氩中运行，就像在GERDA实验中一样。研究了多像素光子计数器（MPPC）的低温特性。为了提高MPPC的光收集效率，使用波长移位光纤。实现了与具有光电倍增管的类似设置相当的否决效率。
2016-06-14 physics.ins-det
Sensitivity of future liquid argon dark matter search experiments to core-collapse supernova neutrinos
本文评估未来液氩暗物质探测器DarkSide-20k和ARGO通过相干弹性散射探测核心坍缩超新星中微子的能力，覆盖银河系至小麦哲伦云，并分析能量重建精度。
2020-12-31 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Triplet Lifetime in Gaseous Argon
MiniCLEAN是一个单相液态氩暗物质实验。在初始冷却阶段期间，通过测量闪烁光三重态寿命来监测冷气体（$<$ 140 K）内的杂质，并且最终三重态寿命为3.480 $\pm$ 0.001（stat.）$\pm$ 0.064（系统）得到$μ$ s，表明是超纯氩。这是有史以来最长的氩三重态时间常数。还研究了闪烁光的单独组分的猝灭效果。
2019-08-29 physics.ins-det
Wavelength-Shifting Performance of Polyethylene Naphthalate Films in a Liquid Argon Environment
液态氩通常被用作中微子物理和暗物质实验的检测介质，部分原因是由于其响应于带电粒子相互作用的激发和电离而产生的大量闪烁光。由于氩闪烁出现在真空紫外（VUV）区域并且难以检测，因此通常使用波长偏移材料将VUV光转换为更容易通过常规手段检测的可见波长。在这项工作中，我们研究了聚（萘二甲酸乙二醇酯）（PEN），最近提出的替代四苯基丁二烯（TPB），最广泛使用的波长移位器在氩基实验的波长移位和光学性质。在一个具有良好几何稳定性和响应稳定性的定制低温恒温器系统中，我们使用128 nm氩闪烁光来检测各种PEN反射样品的发光能力，并研究PEN在液氩中的稳定性。发现性能最好的包括PEN的测试反射器产生的可见光是包括TPB的参考样品的34%，在不同的包括PEN的测试反射器之间具有广泛变化的光产生水平。这些变化，包括光学性质和分子取向的差异，合理的起源，然后确定使用额外的测量。与TPB涂覆的样品不同，PEN涂覆的样品没有产生与大量液态氩中的波长偏移材料的溶剂化或悬浮相关的长时间尺度的光收集增加。
2021-04-28 physics.ins-det
Thermodynamic Stability of Xenon-Doped Liquid Argon Detectors
液态氩探测器被广泛应用于核物理和粒子物理实验中。在氩气中加入少量的氙可以改变其闪烁、电离和电致发光特性，并可以提高其作为检测介质的性能。然而，液态氩-氙混合物会产生不稳定性，特别是在需要相变或利用高氙浓度的系统中。在这项工作中，我们讨论了这种不稳定性的原因，并描述了一个小的（升规模）装置，一个独特的低温电路专门设计用于处理氩氙混合物。该系统能够冷凝与O（1%）氙体积混合的氩气，并在氙饱和极限附近保持稳定的液体混合物，同时积极地使其在气相中循环。我们还展示了控制不稳定性，当探测器条件允许偏离优化设置。这一进展使未来的液氩探测器能够受益于高浓度氙掺杂的影响，例如更有效地检测低能电离信号。这项工作还开发了研究和减轻使用低浓度氙掺杂的大型氩探测器不稳定性的工具。
2022-09-12 physics.ins-det
Surface background rejection technique for liquid argon dark matter detectors using a thin scintillating layer
未来的大型液态氩直接暗物质探测器可以大大受益于有效的表面背景抑制技术。为了帮助这些大型探测器的发展，在加拿大渥太华卡尔顿大学的贵金属液体探测器开发实验室建造了一个测试台，氩-1。它的目的是测试一种新的表面背景抑制技术，在容器表面使用一层缓慢膨胀的材料。通过对来自反射层的慢光的脉冲形状辨别，来自探测器表面的事件可以与液态氩事件区分开。该探测器将采用高粒度SiPM进行光探测，用于准确识别表面事件，以表征所提出的技术。在这里讨论的技术和状态的实验的概述。
2020-01-08 physics.ins-det
Design and construction of a new detector to measure ultra-low radioactive-isotope contamination of argon
大型液态氩探测器是通过星系中大质量弱相互作用粒子（WIMP）在原子核上的散射来探测它们的最佳途径之一。液氩靶允许通过闪烁信号的脉冲形状辨别来精确辨别核反冲信号和电子反冲信号。然而，大气氩（AAr）具有天然存在的放射性同位素$^{39}$ Ar，其是宇宙起源的$β$发射体。对于大型探测器，大气中的$^{39}$ Ar活动引起堆积问题。使用从地下井中提取的氩气，剥夺了$^{39}$ Ar，是这些实验的物理潜力的关键。DarkSide-20 k暗物质搜索实验将操作一个双相时间投影室，其中含有50吨放射性纯地下氩（UAr），该实验表明$^{39}$ Ar相对于AAr的贫化系数大于1400。在提取过程中评估UAr中的$^{39}$ Ar含量对于DarkSide-20 k的成功以及全球氩暗物质合作组织（GADMC）未来的实验至关重要。这将由DArT在ArDM实验中进行，这是一个由极放射性纯材料制成的小腔室，将放置在西班牙Canfranc地下实验室（LSC）的ArDM探测器的中心。ArDM LAr体积充当背景放射性的主动否决，主要是来自ArDM探测器材料和周围岩石的$γ$射线。本文介绍了ArDM项目中的DArT，包括腔室设计和构造，并回顾了实现探测器预期性能所需的背景。
2020-01-22 astro-ph.IM physics.ins-det
Experimental study of the positive ion feedback from gas to liquid in a dual-phase argon chamber and measurement of the ion mobility in argon gas
氩时间投影室内粒子相互作用产生的正离子动力学在表征计划用于直接搜索暗物质和研究中微子性质的下一代大质量探测器中起着重要作用。我们已经构建了一个1 L的液氩室（ARION：氩离子实验）与高压脉冲发生器能够注入，在一个可控的方式，相当大的离子电流到漂移区。该室能够再现类似于大型探测器中发现的体积电荷，从而可以系统地研究其影响。本文讨论了有关液体中离子动力学的新实验结果和离子从气体反馈到液体的直接演示。此外，介绍了一种测量氩离子漂移速度的新技术，以及在气体中获得的初步结果。
2022-02-21 hep-ex physics.ins-det
The ArgoNeuT experiment
ArgoNeuT实验有一个175升的液态氩（LAr）时间投影室（TPC），位于费米实验室NuMI中微子束中MINOS近探测器的上游。该项目是美国LAr TPC开发计划的一部分，并帮助启动了LAr TPC模拟和重建工具的开发。除了其发展目标外，ArgoNeuT还将在几个GeV能量范围内对Ar进行几次截面测量。累积了总计1.35 E20靶质子，数据分析正在进行中。我将回顾实验及其状态，以及数据分析的初步结果。
2011-10-03 hep-ex physics.ins-det
The Liquid Argon Jet Trigger of the H1 Experiment at HERA
安装在HERA H1实验中的液态氩射流触发器通过查找局部能量最大值，对其直接邻居求和，按能量对产生的“射流”进行排序，并应用拓扑条件，在800 ns内实现实时聚类算法。它自2006年开始运行，大大降低了触发电子和射流的阈值。
2008-11-01 hep-ex physics.ins-det
A large facility for photosensors test at cryogenic temperature
本文介绍了为DarkSide-20k实验在INFN-Naples实验室建设的低温光电传感器测试设施，用于验证20x20 cm^2的SiPM模块，以覆盖约20 m^2的有效面积。
2022-12-31 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Production, Quality Assurance and Quality Control of the SiPM Tiles for the DarkSide-20k Time Projection Chamber
本文详细介绍了DarkSide-20k实验中SiPM Tile的生产流程及QA-QC协议，通过晶圆级低温表征和精密组装等工艺，实现了超83.5%的生产良率，验证了Tile设计在低温环境下的稳健性与适用性。
2025-07-09 hep-ex physics.ins-det
Measurement of the Argon Purity by ICP-MS and Results of the Analysis of the Gas Used for the MicroBooNE Experiment
测量氩的纯度对于所有基于氩的稀有事件研究实验都是至关重要的。质谱法通常用于评估低本底探测器材料样品中的铀和钍污染;然而，这项技术有可能提供目前尚未开发的其他有价值的信息。我们已经表明，通过ICP-MS，可以识别和量化氩气中常见的化学污染物。初步测试是用从FNAL的MicroBooNE实验和LSC的ArDM实验中提取的气体进行的。在前一种情况下，我们证明了相关的氮污染远高于在商业氩气中测量的氮污染。在ArDM中，我们确定并量化了用于科学运行的气体中汞的存在。在这两种情况下，氩气中均存在氪（~ppb）和氙（~ 10 s ppb）。
2023-03-01 hep-ex physics.ins-det
Pulse Shape Discrimination in liquid argon and its implications for Dark Matter searches using depleted argon
简要介绍了利用液氩技术进行的暗物质探测实验。本文介绍了脉冲形状背景鉴别法（PSD），并给出了它在2.3lR &D探测器中的应用实例。本文讨论了计算暗物质探测器灵敏度的方法，并用来估计引入同位素贫化的液态氩后灵敏度的可能提高。
2012-10-03 astro-ph.IM physics.ins-det
