pith. sign in

arxiv: 2209.01177 · v2 · pith:WZB6PW5Cnew · submitted 2022-09-02 · ⚛️ physics.ins-det · hep-ex

Sensitivity projections for a dual-phase argon TPC optimized for light dark matter searches through the ionization channel

P. Agnes , I. Ahmad , S. Albergo , I. F. M. Albuquerque , T. Alexander , A. K. Alton , P. Amaudruz , M. Atzori Corona
show 291 more authors
D. J. Auty M. Ave I. Ch. Avetisov R. I. Avetisov O. Azzolini H. O. Back Z. Balmforth V. Barbarian A. Barrado Olmedo P. Barrillon A. Basco G. Batignani E. Berzin A. Bondar W. M. Bonivento E. Borisova B. Bottino M. G. Boulay G. Buccino S. Bussino J. Busto A. Buzulutskov M. Cadeddu M. Cadoni A. Caminata N. Canci A. Capra S. Caprioli M. Caravati M. C\'ardenas-Montes N. Cargioli M. Carlini P. Castello V. Cataudella P. Cavalcante S. Cavuoti S. Cebrian J. M. Cela Ruiz S. Chashin A. Chepurnov E Chyhyrynets C. Cical\`o L. Cifarelli D. Cintas V. Cocco E. Conde Vilda L. Consiglio S. Copello G. Covone S. Cross P. Czudak M. D'Aniello S. D'Auria M. D. Da Rocha Rolo O. Dadoun M. Daniel S. Davini A. De Candia S. De Cecco A. De Falco G. De Filippis D. De Gruttola S. De Pasquale G. De Rosa G. Dellacasa A. V. Derbin A. Devoto F. Di Capua L. Di Noto P. Di Stefano C. Dionisi G. Dolganov F. Dordei L. Doria T. Erjavec M. Fernandez Diaz G. Fiorillo A. Franceschi P. Franchini D. Franco E. Frolov N. Funicello F. Gabriele D. Gahan C. Galbiati G. Gallina G. Gallus M. Garbini P. Garcia Abia A. Gendotti C. Ghiano R. A. Giampaolo C. Giganti M. A. Giorgi G. K. Giovanetti V. Goicoechea Casanueva A. Gola D. Gorman R. Graciani Diaz G. Grauso G. Grilli di Cortona A. Grobov M. Gromov M. Guan M. Guerzoni M. Gulino C. Guo B. R. Hackett J. B. Hall A. L. Hallin A. Hamer H. Helton M. Haranczyk T. Hessel S. Hill S. Horikawa F. Hubaut T. Hugues E. V. Hungerford An. Ianni V. Ippolito C. Jillings P. Kachru A. A. Kemp C. L. Kendziora G. Keppel A. V. Khomyakov M. Kimura I. Kochanek K. Kondo G. Korga S. Koulosousas A. Kubankin M. Kuss M. Ku\'zniak M. La Commara M. Lai E. Le Guirriec E. Leason X. Li L. Lidey J. Lipp M. Lissia G. Longo L. Luzzi O. Macfadyen I. N. Machulin I. Manthos L. Mapelli A. Margotti S. M. Mari C. Mariani J. Maricic A. Marini M. Mart\'inez C. J. Martoff A. Masoni K. Mavrokoridis A. Mazzi A. B. McDonald A. Messina R. Milincic A. Moggi A. Moharana J. Monroe M. Morrocchi E. N. Mozhevitina T. Mr\'oz V. N. Muratova C. Muscas P. Musico R. Nania T. Napolitano M. Nessi G. Nieradka K. Nikolopoulos I. Nikulin J. Nowak K. Olchansky A. Oleinik V. Oleynikov P. Organtini A. Ortiz de Sol\'orzano L. Pagani M. Pallavicini L. Pandola E. Pantic E. Paoloni G. Paternoster P. A. Pegoraro K. Pelczar C. Pellegrino F. Perotti V. Pesudo S. Piacentini F. Pietropaolo N. Pino C. Pira A. Pocar D. M. Poehlmann S. Pordes P. Pralavorio D. Price F. Raffaelli F. Ragusa Y. Ramachers A. Ramirez M. Razeti A. Razeto A. L. Renshaw M. Rescigno F. Resnati F. Retiere L. P. Rignanese C. Ripoli A. Rivetti A. Roberts C. Roberts J. Rode G. Rogers L. Romero M. Rossi A. Rubbia S. Sadashivajois T. R. Saffold O. Samoylov E. Sandford S. Sanfilippo D. Santone R. Santorelli C. Savarese E. Scapparone G. Scioli D. A. Semenov A. Shchagin A. Sheshukov M. Simeone P. Skensved M. D. Skorokhvatov O. Smirnov T. Smirnova B. Smith A. Sokolov M. Spangenberg R. Stefanizzi A. Steri S. Stracka V. Strickland M. Stringer S. Sulis A. Sung Y. Suvorov A. M. Szelc C. T\"urko\u{g} R. Tartaglia A. Taylor J. Taylor S. Tedesco G. Testera K. Thieme T. N. Thorpe A. Tonazzo S. Torres-Lara A. Tricomi E. V. Unzhakov T. Vallivilayil John M. Van Uffelen T. Viant S. Viel A. Vishneva R. B. Vogelaar J. Vossebeld M. Wada M. B. Walczak Y. Wang S. Westerdale R. J. Wheadon L. Williams I. Wingerter-Seez R. Wojaczy\'nski Ma. M. Wojcik Ma. Wojcik T. Wright Y. Xie C. Yang A. Zabihi P. Zakhary A. Zani A. Zichichi G. Zuzel M. P. Zykova
This is my paper
classification ⚛️ physics.ins-det hep-ex
keywords sensitivitydarkmatterdetectorlightdarkside-lowmassdownexplored
0
0 comments X
read the original abstract

Dark matter lighter than 10 GeV/c$^2$ encompasses a promising range of candidates. A conceptual design for a new detector, DarkSide-LowMass, is presented, based on the DarkSide-50 detector and progress toward DarkSide-20k, optimized for a low-threshold electron-counting measurement. Sensitivity to light dark matter is explored for various potential energy thresholds and background rates. These studies show that DarkSide-LowMass can achieve sensitivity to light dark matter down to the solar neutrino floor for GeV-scale masses and significant sensitivity down to 10 MeV/c$^2$ considering the Migdal effect or interactions with electrons. Requirements for optimizing the detector's sensitivity are explored, as are potential sensitivity gains from modeling and mitigating spurious electron backgrounds that may dominate the signal at the lowest energies.

This paper has not been read by Pith yet.

discussion (0)

Sign in with ORCID, Apple, or X to comment. Anyone can read and Pith papers without signing in.

Forward citations

Cited by 1 Pith paper

Reviewed papers in the Pith corpus that reference this work. Sorted by Pith novelty score.

  1. GeV-scale thermal dark matter from dark photons: tightly constrained, yet allowed

    hep-ph 2025-07 conditional novelty 5.0

    In a dark-photon-mediated Dirac fermionic DM model, only narrow resonant regions with small dark-sector coupling allow the candidate to saturate the full relic density while evading current direct and indirect detecti...