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A Geant4-based Monte Carlo package named G4DS has been developed to simulate the response of DarkSide-50, an experiment operating since 2013 at LNGS, designed to detect WIMP interactions in liquid argon. In the process of WIMP searches, DarkSide-50 has achieved two fundamental milestones: the rejection of electron recoil background with a power of ~107, using the pulse shape discrimination technique, and the measurement of the residual 39Ar contamination in underground argon, ~3 orders of magnitude lower with respect to atmospheric argon. These results rely on the accurate simulation of the detector response to the liquid argon scintillation, its ionization, and electron-ion recombination processes. This work provides a complete overview of the DarkSide Monte Carlo and of its performance, with a particular focus on PARIS, the custom-made liquid argon response model.
Simulation of argon response and light detection in the DarkSide-50 dual phase TPC / Agnes, P.; Albuquerque, I. F. M.; Alexander, T.; Alton, A. K.; Asner, D. M.; Back, H. O.; Biery, K.; Bocci, Maurizio; Bonfini, G.; Bonivento, W.; Bossa, M.; Bottino, B.; Budano, Antonio; Bussino, S.; Cadeddu, M.; Cadoni, M.; Calaprice, Aldo; Canci, N.; Candela, A.; Caravati, M.; Cariello, Annunziata; Carlini, M.; Catalanotti, Sergio; Cataudella, Vittorio; Cavalcante, P.; Chepurnov, A.; Cicalã², C.; Cocco, A. G.; Covone, G.; D'Angelo, D.; D'Incecco, M.; Davini, S.; DE CANDIA, Antonio; De Cecco, S.; De Deo, M.; De Filippis, G.; De Vincenzi, M.; Derbin, A. V.; De Rosa, G.; Devoto, A.; Di Eusanio, F.; Di Pietro, G.; Dionisi, C.; Edkins, E.; Empl, A.; Fan, A.; Fiorillo, Giuliana; Fomenko, K.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Giagu, S.; Giganti, C.; Giovanetti, G. K.; Goretti, A. M.; Granato, F.; Gromov, M.; Guan, M.; Guardincerri, Y.; Hackett, B. R.; Herner, K.; Hughes, D.; Humble, P.; Hungerford, E. V.; Ianni, A. N.; James, I.; Johnson, T. N.; Keeter, K.; Kendziora, C. L.; Koh, G.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Li, X.; Lissia, M.; Loer, B.; Longo, G.; Ma, Y.; Machado, A. A.; Machulin, I. N.; Mandarano, Marina; Mari, S. M.; Maricic, J.; Martoff, C. J.; Meyers, P. D.; Milincic, R.; Monte, A.; Mount, B. J.; Muratova, V. N.; Musico, P.; Napolitano, J.; Agasson, A. Navrer; Oleinik, A.; Orsini, M.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pantic, E.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Pocar, A.; Pordes, S.; Pugachev, D. A.; Qian, H.; Randle, K.; Razeti, M.; Razeto, A.; Reinhold, B.; Renshaw, A. L.; Rescigno, M.; Riffard, Q.; Romani, Pierpaolo; Rossi, B.; Rossi, N.; Sablone, D.; Sands, W.; Sanfilippo, S.; Savarese, C.; Schlitzer, Francesca; Segreto, E.; Semenov, D. A.; Singh, P. N.; Skorokhvatov, M. D.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Stanford, C.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Testera, G.; Tonazzo, Alessandra; Trinchese, P.; Unzhakov, E. V.; Verducci, M.; Vishneva, A.; Vogelaar, B.; Wada, M.; Walker, S.; Wang, H.; Wang, Y.; Watson, A. W.; Westerdale, S.; Wilhelmi, J.; Wojcik, M. M.; Xiang, X.; Xiao, X.; Yang, C.; Ye, Z.; Zhu, Jun; Zuzel, G.. - In: JOURNAL OF INSTRUMENTATION. - ISSN 1748-0221. - 12:10(2017), pp. P10015-P10015. [10.1088/1748-0221/12/10/P10015]
Simulation of argon response and light detection in the DarkSide-50 dual phase TPC
Agnes, P.;Albuquerque, I. F. M.;Alexander, T.;Alton, A. K.;Asner, D. M.;Back, H. O.;Biery, K.;Bocci, Maurizio;Bonfini, G.;Bonivento, W.;Bossa, M.;Bottino, B.;Budano, Antonio;Bussino, S.;Cadeddu, M.;Cadoni, M.;Calaprice, Aldo;Canci, N.;Candela, A.;Caravati, M.;Cariello, Annunziata;Carlini, M.;Catalanotti, Sergio;Cataudella, Vittorio;Cavalcante, P.;Chepurnov, A.;Cicalã², C.;Cocco, A. G.;Covone, G.;D'Angelo, D.;D'Incecco, M.;Davini, S.;DE CANDIA, Antonio;De Cecco, S.;De Deo, M.;De Filippis, G.;De Vincenzi, M.;Derbin, A. V.;De Rosa, G.;Devoto, A.;Di Eusanio, F.;Di Pietro, G.;Dionisi, C.;Edkins, E.;Empl, A.;Fan, A.;Fiorillo, Giuliana;Fomenko, K.;Franco, D.;Gabriele, F.;Galbiati, C.;Giagu, S.;Giganti, C.;Giovanetti, G. K.;Goretti, A. M.;Granato, F.;Gromov, M.;Guan, M.;Guardincerri, Y.;Hackett, B. R.;Herner, K.;Hughes, D.;Humble, P.;Hungerford, E. V.;Ianni, A. N.;James, I.;Johnson, T. N.;Keeter, K.;Kendziora, C. L.;Koh, G.;Korablev, D.;Korga, G.;Kubankin, A.;Li, X.;Lissia, M.;Loer, B.;Longo, G.;Ma, Y.;Machado, A. A.;Machulin, I. N.;Mandarano, Marina;Mari, S. M.;Maricic, J.;Martoff, C. J.;Meyers, P. D.;Milincic, R.;Monte, A.;Mount, B. J.;Muratova, V. N.;Musico, P.;Napolitano, J.;Agasson, A. Navrer;Oleinik, A.;Orsini, M.;Ortica, F.;Pagani, L.;Pallavicini, M.;Pantic, E.;Pelczar, K.;Pelliccia, N.;Pocar, A.;Pordes, S.;Pugachev, D. A.;Qian, H.;Randle, K.;Razeti, M.;Razeto, A.;Reinhold, B.;Renshaw, A. L.;Rescigno, M.;Riffard, Q.;Romani, Pierpaolo;Rossi, B.;Rossi, N.;Sablone, D.;Sands, W.;Sanfilippo, S.;Savarese, C.;Schlitzer, Francesca;Segreto, E.;Semenov, D. A.;Singh, P. N.;Skorokhvatov, M. D.;Smirnov, O.;Sotnikov, A.;Stanford, C.;Suvorov, Y.;Tartaglia, R.;Testera, G.;Tonazzo, Alessandra;Trinchese, P.;Unzhakov, E. V.;Verducci, M.;Vishneva, A.;Vogelaar, B.;Wada, M.;Walker, S.;Wang, H.;Wang, Y.;Watson, A. W.;Westerdale, S.;Wilhelmi, J.;Wojcik, M. M.;Xiang, X.;Xiao, X.;Yang, C.;Ye, Z.;Zhu, Jun;Zuzel, G.
2017
Abstract
A Geant4-based Monte Carlo package named G4DS has been developed to simulate the response of DarkSide-50, an experiment operating since 2013 at LNGS, designed to detect WIMP interactions in liquid argon. In the process of WIMP searches, DarkSide-50 has achieved two fundamental milestones: the rejection of electron recoil background with a power of ~107, using the pulse shape discrimination technique, and the measurement of the residual 39Ar contamination in underground argon, ~3 orders of magnitude lower with respect to atmospheric argon. These results rely on the accurate simulation of the detector response to the liquid argon scintillation, its ionization, and electron-ion recombination processes. This work provides a complete overview of the DarkSide Monte Carlo and of its performance, with a particular focus on PARIS, the custom-made liquid argon response model.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.