Low-energy Calibration of XENON1T with an Internal $^{37}$Ar Source - HAL Accéder directement au contenu
Article dans une revue Eur.Phys.J.C Année : 2023

Low-energy Calibration of XENON1T with an Internal $^{37}$Ar Source

E. Aprile , K. Abe , F. Agostini , S. Ahmed Maouloud (1) , M. Alfonsi , L. Althueser , B. Andrieu (1) , E. Angelino , J.R. Angevaare , V.C. Antochi , D. Anton Martin , F. Arneodo , L. Baudis , A.L. Baxter , L. Bellagamba , R. Biondi , A. Bismark , A. Brown , S. Bruenner , G. Bruno (2) , R. Budnik , T.K. Bui , C. Cai , C. Capelli , J.M.R. Cardoso , D. Cichon , A.P. Colijn , J. Conrad , J.J. Cuenca-García , J.P. Cussonneau (2) , V. d'Andrea , M.P. Decowski , P. Di Gangi , S. Di Pede , S. Diglio (2) , K. Eitel , A. Elykov , S. Farrell , A.D. Ferella , C. Ferrari , H. Fischer , W. Fulgione , P. Gaemers , R. Gaior (1) , A. Gallo Rosso , M. Galloway , F. Gao , R. Glade-Beucke , L. Grandi , J. Grigat , M. Guida , R. Hammann , A. Higuera , C. Hils , L. Hoetzsch , J. Howlett , M. Iacovacci , Y. Itow , J. Jakob , F. Joerg , A. Joy , N. Kato , M. Kara , P. Kavrigin , S. Kazama , M. Kobayashi , G. Koltman , A. Kopec , F. Kuger , H. Landsman , R.F. Lang , L. Levinson , I. Li , S. Li , S. Liang , S. Lindemann , M. Lindner , K. Liu , J. Loizeau (2) , F. Lombardi , J. Long , J.A.M. Lopes , Y. Ma , C. Macolino , J. Mahlstedt , A. Mancuso , L. Manenti , F. Marignetti , T. Marrodan Undagoitia , K. Martens , J. Masbou (2) , D. Masson , E. Masson (1) , S. Mastroianni , M. Messina , K. Miuchi , K. Mizukoshi , A. Molinario , S. Moriyama , K. Mora , Y. Mosbacher , M. Murra , J. Muller , K. Ni , U. Oberlack , B. Paetsch , J. Palacio , R. Peres , C. Peters , J. Pienaar , M. Pierre (2) , V. Pizzella , G. Plante , J. Qi , J. Qin , D. Ramírez García , S. Reichard , A. Rocchetti , N. Rupp , L. Sanchez , P. Sanchez-Lucas , J.M.F. dos Santos , I. Sarnoff , G. Sartorelli , J. Schreiner , D. Schulte , P. Schulte , H. Schulze Eißing , M. Schumann , L. Scotto Lavina (1) , M. Selvi , F. Semeria , P. Shagin , S. Shi , E. Shockley , M. Silva , H. Simgen , A. Takeda , P.-L. Tan , A. Terliuk , D. Thers (2) , F. Toschi , G. Trinchero , C. Tunnell , F. Tonnies , K. Valerius , G. Volta , C. Weinheimer , M. Weiss , D. Wenz , C. Wittweg , T. Wolf , D. Xu , Z. Xu , M. Yamashita , L. Yang , J. Ye , L. Yuan , G. Zavattini , S. Zerbo , M. Zhong , T. Zhu , C. Geppert , J. Riemer
E. Aprile
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K. Abe
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F. Agostini
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M. Alfonsi
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L. Althueser
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E. Angelino
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J.R. Angevaare
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V.C. Antochi
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D. Anton Martin
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F. Arneodo
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L. Baudis
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A.L. Baxter
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L. Bellagamba
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R. Biondi
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A. Bismark
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A. Brown
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S. Bruenner
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R. Budnik
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T.K. Bui
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C. Cai
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C. Capelli
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J.M.R. Cardoso
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D. Cichon
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A.P. Colijn
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J. Conrad
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J.J. Cuenca-García
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V. d'Andrea
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M.P. Decowski
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K. Eitel
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A. Elykov
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L. Grandi
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A. Higuera
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C. Hils
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M. Zhong
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T. Zhu
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C. Geppert
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J. Riemer
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Résumé

A low-energy electronic recoil calibration of XENON1T, a dual-phase xenon time projection chamber, with an internal $^{37}$Ar source was performed. This calibration source features a 35-day half-life and provides two mono-energetic lines at 2.82 keV and 0.27 keV. The photon yield and electron yield at 2.82 keV are measured to be (32.3$\pm$0.3) photons/keV and (40.6$\pm$0.5) electrons/keV, respectively, in agreement with other measurements and with NEST predictions. The electron yield at 0.27 keV is also measured and it is (68.0$^{+6.3}_{-3.7}$) electrons/keV. The $^{37}$Ar calibration confirms that the detector is well-understood in the energy region close to the detection threshold, with the 2.82 keV line reconstructed at (2.83$\pm$0.02) keV, which further validates the model used to interpret the low-energy electronic recoil excess previously reported by XENON1T. The ability to efficiently remove argon with cryogenic distillation after the calibration proves that $^{37}$Ar can be considered as a regular calibration source for multi-tonne xenon detectors.
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Dates et versions

hal-03894324, version 1 (12-12-2022)

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Citer

E. Aprile, K. Abe, F. Agostini, S. Ahmed Maouloud, M. Alfonsi, et al.. Low-energy Calibration of XENON1T with an Internal $^{37}$Ar Source. Eur.Phys.J.C, 2023, 83 (6), pp.542. ⟨10.1140/epjc/s10052-023-11512-z⟩. ⟨hal-03894324⟩
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Dernière date de mise à jour le 26/06/2024
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