Low-energy threshold demonstration for dark matter searches in TREX-DM with an 37Ar source produced at CNA HiSPANoS

Castel, Juan Francisco (Universidad de Zaragoza) ; Cebrián, Susana (Universidad de Zaragoza) ; Dafni, Theopisti (Universidad de Zaragoza) ; Díez-Ibáñez, David ; Ezquerro, Álvaro (Universidad de Zaragoza) ; Fernández, Begoña ; Galán, Javier ; García, Juan Antonio (Universidad de Zaragoza) ; Guerrero, Carlos ; García Irastorza, Igor (Universidad de Zaragoza) ; Luzón, Gloria (Universidad de Zaragoza) ; Margalejo, Cristina (Universidad de Zaragoza) ; Mirallas, Héctor ; Obis, Luis ; Ortiz de Solórzano, Alfonso (Universidad de Zaragoza) ; Pérez Lázaro, Óscar ; Porrón, Jorge ; Jiménez Puyuelo, María (Universidad de Zaragoza) ; Quintana, Ana (Universidad de Zaragoza)

Resumen: We report on the successful implementation of an 37Ar calibration source in the TREX-DM detector, a high-pressure time projection chamber designed for low-mass dark matter searches. The 37Ar source was produced through fast neutron activation of CaO powder at the HiSPANoS facility of Centro Nacional de Aceleradores (CNA) in Spain, yielding O(1) kBq of activity. Using a novel combined GEM-Micromegas readout system, we successfully detected both characteristic emissions from 37Ar decay (2.82 keV and 270 eV) and achieved unprecedented energy threshold performance in TREX-DM, approaching the single-electron ionization energy of argon.

Idioma: Inglés

DOI: 10.1088/1475-7516/2026/04/072

Año: 2026

Publicado en: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 04, 072 (2026), 14
ISSN: 1475-7516

Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/AEI/PID2021-123879OB-C21
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/ES/AEI/PID2022-137268NB-C51
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EUR/ERC-2017-AdG-788781
Financiación: info:eu-repo/grantAgreement/EC/H2020/788781/EU/Towards the detection of the axion with the International Axion Observatory/IAXOplus

Tipo y forma: Artículo (PostPrint)

Área (Departamento): G.I. Física Nuclear y As GIFNA (Grupos de investigación)
Área (Departamento): Área Física Atóm.Molec.y Nucl. (Dpto. Física Teórica)