1. MIMAC low energy electron-recoil discrimination measured with fast neutrons
- Author
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Ioannis Giomataris, T. Descombes, J. Bouvier, L. Lebreton, D. Maire, Charling Tao, Daniel Santos, Q. Riffard, Jose Busto, O. Bourrion, J. F. Muraz, D. Fouchez, Jürgen Brunner, Paul Colas, O. Guillaudin, G. Bosson, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire de Métrologie et de Dosimétrie des Neutrons (LMDN), Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MIMAC, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Métrologie et de Dosimétrie des Neutrons (IRSN/PRP-HOM/SDE/LMDN), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Aix Marseille Université (AMU)
- Subjects
[PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,Physics - Instrumentation and Detectors ,Physics::Instrumentation and Detectors ,Time projection chambers ,Dark matter ,FOS: Physical sciences ,Electron ,01 natural sciences ,Particle detector ,Nuclear physics ,Particle identification methods ,Engineering ,Recoil ,Affordable and Clean Energy ,0103 physical sciences ,Neutron ,Dark Matter detectors ,Nuclear Experiment ,010306 general physics ,Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM) ,physics.ins-det ,Instrumentation ,Mathematical Physics ,Elastic scattering ,Range (particle radiation) ,010308 nuclear & particles physics ,Instrumentation and Detectors (physics.ins-det) ,Nuclear & Particles Physics ,Neutron temperature ,Other Physical Sciences ,Physical Sciences ,Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics ,astro-ph.IM - Abstract
MIMAC (MIcro-TPC MAtrix of Chambers) is a directional WIMP Dark Matter detector project. Direct dark matter experiments need a high level of electron/recoil discrimination to search for nuclear recoils produced by WIMP-nucleus elastic scattering. In this paper, we proposed an original method for electron event rejection based on a multivariate analysis applied to experimental data acquired using monochromatic neutron fields. This analysis shows that a $10^5$ rejection power is reachable for electron/recoil discrimination. Moreover, the efficiency was estimated by a Monte-Carlo simulation showing that a 105 electron rejection power is reached with a $86.49\pm 0.17$\% nuclear recoil efficiency considering the full energy range and $94.67\pm0.19$\% considering a 5~keV lower threshold., 27 pages, 20 figures
- Published
- 2016
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