Conceptual design of BabyIAXO, the intermediate stage towards the International Axion Observatory

Abeln, A. ; Altenmüller, K. ; Arguedas Cuendis, S. ; Armengaud, E. ; Attié, D. ; Aune, S. ; Basso, S. ; Bergé, L. ; Biasuzzi, B. ; Borges De Sousa, P. T. C. ; Brun, P. ; Bykovskiy, N. ; Calvet, D. ; Carmona, J. M. (Universidad de Zaragoza) ; Castel, J. F. (Universidad de Zaragoza) ; Cebrián, S. (Universidad de Zaragoza) ; Chernov, V. ; Christensen, F. E. ; Civitani, M. M. ; Cogollos, C. ; Dafní, T. (Universidad de Zaragoza) ; Derbin, A. ; Desch, K. ; Díez, D. (Universidad de Zaragoza) ; Dinter, M. ; Döbrich, B. ; Drachnev, I. ; Dudarev, A. ; Dumoulin, L. ; Ferreira, D. D. M. ; Ferrer-Ribas, E. ; Fleck, I. ; Galán, J. (Universidad de Zaragoza) ; Gascón, D. ; Gastaldo, L. ; Giannotti, M. ; Giomataris, Y. ; Giuliani, A. ; Gninenko, S. ; Golm, J. ; Golubev, N. ; Hagge, L. ; Hahn, J. ; Hailey, C. J. ; Hengstler, D. ; Henriksen, P. L. ; Houdy, T. ; Iglesias-Marzoa, R. ; Iguaz, F. J. ; Irastorza, I. G. (Universidad de Zaragoza) ; Iñiguez, C. ; Jakovcic, K. ; Kaminski, J. ; Kanoute, B. ; Karstensen, S. ; Kravchuk, L. ; Lakic, B. ; Lasserre, T. ; Laurent, P. ; Limousin, O. ; Lindner, A. ; Loidl, M. ; Lomskaya, I. ; López-Alegre, G. ; Lubsandorzhiev, B. ; Ludwig, K. ; Luzón, G. (Universidad de Zaragoza) ; Malbrunot, C. ; Margalejo, C. (Universidad de Zaragoza) ; Marin-Franch, A. ; Marnieros, S. ; Marutzky, F. ; Mauricio, J. ; Menesguen, Y. ; Mentink, M. ; Mertens, S. ; Mescia, F. ; Miralda-Escudé, J. ; Mirallas, H. ; Mols, J. P. ; Muratova, V. ; Navick, X. F. ; Nones, C. ; Notari, A. ; Nozik, A. ; Obis, L. (Universidad de Zaragoza) ; Oriol, C. ; Orsini, F. ; Ortiz de Solórzano, A. (Universidad de Zaragoza) ; Oster, S. ; Pais Da Silva, H. P. ; Pantuev, V. ; Papaevangelou, T. ; Pareschi, G. ; Perez, K. ; Pérez, O. (Universidad de Zaragoza) ; Picatoste, E. ; Pivovaroff, M. J. ; Poda, D. V. ; Redondo, J. (Universidad de Zaragoza) ; Ringwald, A. ; Rodrigues, M. ; Rueda-Teruel, F. ; Rueda-Teruel, S. ; Ruiz-Choliz, E. ; Ruz, J. ; Saemann, E. O. ; Salvado, J. ; Schiffer, T. ; Schmidt, S. ; Schneekloth, U. ; Schott, M. ; Segui, L. ; Tavecchio, F. ; ten Kate, H. H. J. ; Tkachev, I. ; Troitsky, S. ; Unger, D. ; Unzhakov, E. ; Ushakov, N. ; Vogel, J. K. ; Voronin, D. ; Weltman, A. ; Werthenbach, U. ; Wuensch, W. ; Yanes-Díaz, A. ; The IAXO collaboration

Resumen: This article describes BabyIAXO, an intermediate experimental stage of the International Axion Observatory (IAXO), proposed to be sited at DESY. IAXO is a large-scale axion helioscope that will look for axions and axion-like particles (ALPs), produced in the Sun, with unprecedented sensitivity. BabyIAXO is conceived to test all IAXO subsystems (magnet, optics and detectors) at a relevant scale for the final system and thus serve as prototype for IAXO, but at the same time as a fully-fledged helioscope with relevant physics reach itself, and with potential for discovery. The BabyIAXO magnet will feature two 10 m long, 70 cm diameter bores, and will host two detection lines (optics and detector) of dimensions similar to the final ones foreseen for IAXO. BabyIAXO will detect or reject solar axions or ALPs with axion-photon couplings down to ga¿ ~ 1.5 × 10-11 GeV-1, and masses up to ma ~ 0.25 eV. BabyIAXO will offer additional opportunities for axion research in view of IAXO, like the development of precision x-ray detectors to identify particular spectral features in the solar axion spectrum, and the implementation of radiofrequency-cavity-based axion dark matter setups.

Idioma: Inglés

DOI: 10.1007/JHEP05(2021)137

Año: 2021

Publicado en: Journal of High Energy Physics 2021, 5 (2021), 137 [80 pp.]
ISSN: 1126-6708

Factor impacto JCR: 6.376 (2021)

Categ. JCR: PHYSICS, PARTICLES & FIELDS rank: 6 / 29 = 0.207 (2021) - Q1 - T1

Factor impacto CITESCORE: 10.3 - Physics and Astronomy (Q1)

Factor impacto SCIMAGO: 0.895 - Nuclear and High Energy Physics (Q2)

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/AEI/CEX2019-000918-M
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EC/H2020/788781/EU/Towards the detection of the axion with the International Axion Observatory/IAXOplus
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EC/H2020/802836/EU/Axions and relatives across different mass scales/AxScale
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MINECO-FEDER/FPA2016-76978-C3-1-P
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/MINECO/PID2019-108122GB-C31

Tipo y forma: Article (Published version)

Área (Departamento): Proy. investigación HCA (Dpto. Física Teórica)
Área (Departamento): Área Física Teórica (Dpto. Física Teórica)
Área (Departamento): Área Física Atóm.Molec.y Nucl. (Dpto. Física Teórica)