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MIMAC low energy electron-recoil discrimination measured with fast neutrons

Authors :
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)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Aix Marseille Université (AMU)
Source :
Journal of Instrumentation, vol 11, iss 8, Journal of Instrumentation, Journal of Instrumentation, IOP Publishing, 2016, 11 (08), pp.P08011. ⟨10.1088/1748-0221/11/08/P08011⟩, Journal of Instrumentation, 2016, 11 (08), pp.P08011. ⟨10.1088/1748-0221/11/08/P08011⟩, Journal of Instrumentation, vol 11, iss 08, Riffard, Q; Santos, D; Guillaudin, O; Bosson, G; Bourrion, O; Bouvier, J; et al.(2016). MIMAC low energy electron-recoil discrimination measured with fast neutrons. Journal of Instrumentation, 11(8). doi: 10.1088/1748-0221/11/08/P08011. Lawrence Berkeley National Laboratory: Retrieved from: http://www.escholarship.org/uc/item/1p44x6qg
Publication Year :
2016
Publisher :
IOP Publishing, 2016.

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.<br />27 pages, 20 figures

Details

ISSN :
17480221
Volume :
11
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Instrumentation
Accession number :
edsair.doi.dedup.....f160987672f250a6f37bfec0e459c210
Full Text :
https://doi.org/10.1088/1748-0221/11/08/p08011