The darkside-50 experiment: A liquid argon target for dark matter particles

Agnes, P.; Agostino, L.; Albuquerque, I. F. M.; Alexander, T.; Alton, A. K.; Arisaka, K.; Back, H. O.; Baldin, B.; Biery, K.; Bonfini, G.; Bossa, M.; Bottino, B.; Brigatti, A.; Brodsky, J.; Budano, F.; Bussino, S.; Cadeddu, M.; Cadonati, L.; Cadoni, M.; Calaprice, F.; Canci, N.; Candela, A.; Cao, H.; Cariello, M.; Carlini, M.; Catalanotti, S.; Cavalcante, P.; Chepurnov, A.; Cocco, A. G.; Covone, G.; Crippa, L.; D'Angelo, D.; D'Incecco, M.; Davini, S.; de Cecco, S.; de Deo, M.; de Vincenzi, M.; Derbin, A.; Devoto, A.; di Eusanio, F.; di Pietro, G.; Edkins, E.; Empl, A.; Fan, A.; Fiorillo, G.; Fomenko, K.; Forster, G.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Giganti, C.; Goretti, A. M.; Granato, F.; Grandi, L.; Gromov, M.; Guan, M.; Guardincerri, Y.; Hackett, B. R.; Herner, K.; Hungerford, E. V.; Ianni, A.; Ianni, A.; James, I.; Jollet, C.; Keeter, K.; Kendziora, C. L.; Kobychev, V.; Koh, G.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Li, X.; Lissia, M.; Lombardi, P.; Luitz, S.; Ma, Y.; Machulin, I. N.; Mandarano, A.; Mari, S. M.; Maricic, J.; Marini, L.; Martoff, C. J.; Meregaglia, A.; Meyers, P. D.; Miletic, T.; Milincic, R.; Montanari, D.; Monte, A.; Montuschi, M.; Monzani, M.; Mosteiro, P.; Mount, B. J.; Muratova, V. N.; Musico, P.; Napolitano, J.; Nelson, A.; Odrowski, S.; Orsini, M.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pantic, E.; Parmeggiano, S.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Perasso, S.; Pocar, A.; Pordes, S.; Pugachev, D. A.; Qian, H.; Randle, K.; Ranucci, G.; Razeto, A.; Reinhold, B.; Renshaw, A. L.; Romani, A.; Rossi, B.; Rossi, N.; Rountree, D.; Sablone, D.; Saggese, P.; Saldanha, R.; Sands, W.; Sangiorgio, S.; Savarese, C.; Segreto, E.; Semenov, D. A.; Shields, E.; Singh, P. N.; Skorokhvatov, M. D.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Stanford, C.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Tatarowicz, J.; Testera, G.; Tonazzo, A.; Trinchese, P.; Unzhakov, E. V.; Vishneva, A.; Vogelaar, B.; Wada, M.; Walker, S.; Wang, H.; Wang, Y.; Watson, A. W.; Westerdale, S.; Wilhelmi, J.; Wojcik, M. M.; Xiang, X.; Xu, J.; Yang, C.; Yoo, J.; Zavatarelli, S.; Zec, A.; Zhong, W.; Zhu, C.; Zuzel, G.

doi:10.1142/9789813224568_0057

The DarkSide-50 experiment, located at the “Laboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN)”, is based on low-radioactivity argon double phase time projection chamber, surrounded by an active liquid scintillator veto, designed for the zero background achievement. The liquid argon features sufficient self shielding and easy scalability to multi-tons scale. The impressive reduction of the 39Ar isotope (compared to the atmospheric argon), along with the excellent pulse shape discrimination, make this technology a possible candidate for the forthcoming generation of multi-ton Dark Matter experiments.