Cryogenic characterisation of the FBK NUV-HD-cryo Silicon Photomultipliers for the DarkSide-20k dark matter experiment
F. Acerbi, P. Adhikari, P. Agnes, I. Ahmad, S. Albergo, I. F. Albuquerque, T. Alexander, A. K. Alton, P. Amaudruz, G. A. Anastasi, M. Angiolilli, E. Aprile, D. J. Auty, M. Ave Pernas, O. Azzolini, H. O. Back, Z. Balmforth, A. Barrado Olmedo, P. Barrillon, G. Batignani, S. Bharat, P. Bhowmick, S. Blua, V. Bocci, W. Bonivento, B. Bottino, M. G. Boulay, T. Braun, A. Buchowicz, J. Busto, M. Cadeddu, M. Cadoni, R. Calabrese, V. I. Calì, A. Caminata, N. Canci, M. Caravati, M. Cardenas-Montes, N. Cargioli, M. Carlini, L. Castellani, P. Castello, D. F. F. S. Cavalcante, P. Cavalcante, S. Cebrian, A. Chepurnov, L. Cifarelli, Y. Coadou, I. Coarasa, V. Cocco, E. Conde Vilda, L. Consiglio, H. Coombes, A. F. V. Cortez, B. S. Costa, P. A. Costa e Silva, M. Czubak, S. D'Auria, M. D. Da Rocha Rolo, A. Dainty, G. Darbo, S. Davini, R. de Asmundis, S. De Cecco, M. De Napoli, G. Dellacasa, A. Derbin, L. Di Noto, P. Di Stefano, D. Díaz Mairena, C. Dionisi, G. Dolganov, F. Dordei, A. Elersich, E. Ellingwood, T. Erjavec, N. Fearon, M. Fernandez Diaz, L. Ferro, A. Ficorella, G. Fiorillo, D. Fleming, L. Flores, P. Franchini, D. Franco, H. Frandini Gatti, F. Gabriele, D. Gahan, C. Galbiati, G. Galiński, G. Gallina, M. Garbini, P. Garcia Abia, A. Gawdzik, G. K. Giovanetti, A. Gola, L. Grandi, G. Grauso, G. Grilli di Cortona, A. Grobov, M. Gromov, J. Guerrero Cánovas, M. Gulino, S. B. Habtemariam, B. R. Hackett, A. Hallin, M. Haranczyk, T. Hessel, C. Hidalgo, J. Hollingham, S. Horikawa, J. Hu, F. Hubaut, D. Huff, T. Hugues, A. Ianni, A. Ianni, V. Ippolito, A. Jamil, C. Jillings, P. Kachru, R. Keloth, N. Kemmerich, A. Kemp, K. Kondo, G. Korga, L. Kotsiopoulou, S. Koulosousas, P. Kunze, M. Kuss, M. Kuźniak, M. Kuzwa, M. I. Kwon, M. La Commara, M. Lai, E. Le Guirriec, E. Leason, A. Leoni, L. Lidey, J. D. Lipp, L. Lippolis, M. Lissia, L. Luzzi, O. Lychagina, O. Macfadyen, J. Machts, I. Machulin, S. Mameli, S. Manecki, I. Manthos, A. Marasciulli, S. M. Mari, C. Mariani, J. Maricic, M. Martinez, G. Matteucci, K. Mavrokoridis, A. Mazzi, A. B. McDonald, L. Meng, A. Messina, R. Milincic, G. Miller, S. Minutoli, A. Mitra, J. Monroe, M. Morrocchi, A. Morsy, V. Muratova, M. Murra, C. Muscas, P. Musico, R. Nania, M. Nessi, G. Nieradka, K. Nikolopoulos, E. Nikoloudaki, J. Nowak, K. Olchanski, A. Oleinik, P. Organtini, A. Ortiz de Solórzano, A. Padmanabhan, M. Pallavicini, L. Pandola, E. Pantic, E. Paoloni, D. Papi, L. Parellada Monreal, B. Park, G. Pastuszak, G. Paternoster, R. Pavarani, A. Peck, P. A. Pegoraro, K. Pelczar, R. Perez, V. Pesudo, S. Piacentini, N. Pino, G. Plante, A. Pocar, S. Pordes, P. Pralavorio, E. Preosti, D. Price, G. Prior, M. Pronesti, S. Puglia, M. Queiroga Bazetto, F. Raffaelli, F. Ragusa, Y. Ramachers, A. Ramirez, S. Ravinthiran, K. Raymond, M. Razeti, A. L. Renshaw, A. Repond, M. Rescigno, S. Resconi, F. Retiere, A. Ritchie-Yates, A. Rivetti, A. Roberts, C. Roberts, D. Rodríguez Rodas, G. Rogers, L. Romero, M. Rossi, D. Rudik, J. Runge, M. Sabia, C. Salerno, P. Salomone, O. Samoylov, S. Sanfilippo, D. Santone, R. Santorelli, E. M. Santos, I. Sargeant, M. L. Sarsa, C. Savarese, E. Scapparone, D. Semenov, C. Seoane, A. Serrecchia, M. Sestu, V. Shalamova, S. Sharma Poudel, A. Sheshukov, M. Simeone, D. Sitzia, P. Skensved, M. Skorokhvatov, O. Smirnov, T. Smirnova, B. Smith, F. Spadoni, M. Spangenberg, A. Steri, M. R. Stock, V. Stornelli, S. Stracka, A. Sung, C. Sunny, Y. Suvorov, A. M. Szelc, O. Taborda, B. Tam, R. Tartaglia, A. Taylor, J. Taylor, G. Testera, A. Thompson, S. Torres-Lara, A. Tricomi, S. Tullio, E. Unzhakov, M. Van Uffelen, P. Ventura, G. Vera Díaz, S. Viel, A. Vishneva, R. B. Vogelaar, J. Vossebeld, B. Vyas, M. Wada, M. Walczak, Y. Wang, S. Westerdale, L. Williams, M. M. Wojcik, M. Wojcik, Z. Xu, J. Yin, A. Zabihi, P. Zakhary, A. Zani, H. Zhan, Y. Zhang, G. Zuzel
Abstract
Liquid Argon Time Projection Chambers (TPCs) are highly promising detectors for dark matter searches due to their uniform response, scalability to large target masses, and compatibility with ultra-low background conditions. The DarkSide-20k (DS-20k) experiment, currently under construction at Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS), aims to achieve unprecedented sensitivity to Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), approaching the neutrino fog. At the heart of the detector is a dual-phase TPC filled and surrounded by low-radioactivity argon from underground sources (i.e. Underground Argon (UAr)), functioning both as the WIMP target and detection medium. The experiment employs Fondazione Bruno Kessler (FBK) NUV-HD-cryo Silicon Photomultipliers (SiPMs) as the chosen photon sensors for its optical planes. Key SiPM properties such as dark noise rate, gain and direct crosstalk were measured using specialized test setups at 77 K. The photon detection efficiency (PDE) was measured under vacuum at 77 K over the wavelength range 350-820 nm. Secondary photon emission, which can give rise to external optical crosstalk, was measured under vacuum at 86 K over the wavelength range 550-1020 nm.
Create a lesson
Related papers
Energy, vertex, and time response of a LiquidO detector with an opaque-scintillator target to Compton-tagged electrons
LiquidO Collaboration, S. Katz, J. T. Moffatt et al.
The Energetic Particle Detector Instrument on ELFIN
Colin Wilkins, Ryan Caron, Ethan Tsai et al.
Performance and Radiation Damage of the Heavy-Ion Silicon Beam Tracker in the BM@N Experiment
D. Chemezov, S. Khabarov, Yu. Kopylov et al.
FINESSE: A Versatile Beamline for Fundamental Interactions with Neutrons at the European Spallation SourcE
J. Amaral, J. Barrow, M. Bartis et al.
Readout chain of SPD DAQ system
L. Afanasyev, A. Berngardt, A. Boikov et al.
A Low-Temperature Tool for Acousto-electric Detection
Rohit Mandlik, Sunil Nair