2000 character limit reached
Dark counts in optical superconducting transition-edge sensors for rare-event searches (2402.03073v4)
Published 5 Feb 2024 in physics.ins-det, cond-mat.supr-con, and hep-ex
Abstract: Superconducting transition-edge sensors (TESs) are a type of quantum sensor known for its high single-photon detection efficiency and low background. This makes them ideal for particle physics experiments searching for rare events. In this work, we present a comprehensive characterization of the background in optical TESs, distinguishing three types of events: electrical-noise, high-energy, and photonlike events. We introduce computational methods to automate the classification of events. For the first time, we experimentally verify and simulate the source of the high-energy events. We also isolate the photonlike events, the expected signal in dielectric haloscopes searching for dark matter dark photons, and achieve a record-low photonlike dark-count rate of $3.6 \times 10{-4}$ Hz in the 0.8-3.2 eV energy range.
- M. Fabbrichesi, E. Gabrielli, and G. Lanfranchi, The physics of the dark photon: a primer (Springer, 2021).
- M. Baryakhtar, J. Huang, and R. Lasenby, Physical Review D 98, 035006 (2018).
- K. Irwin, Applied Physics Letters 66, 1998 (1995).
- S. Wold, K. Esbensen, and P. Geladi, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 2, 37 (1987), proceedings of the Multivariate Statistical Workshop for Geologists and Geochemists.
- D. Arthur and S. Vassilvitskii, in ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms (2007).
- C. Hagmann, D. Lange, and D. Wright, in 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Vol. 2 (2007) pp. 1143–1146.
- J. Dreyling-Eschweiler, A superconducting microcalorimeter for low-flux detection of near-infrared single photons, Tech. Rep. (Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY), 2014).
- nyuad astroparticle: tes analysis (2024a), https://github.com/nyuad-astroparticle/TES-analysis.
- nyuad astroparticle: tes geant (2024b), https://github.com/nyuad-astroparticle/tes-geant.
- Y. Hochberg, Y. Zhao, and K. M. Zurek, Phys. Rev. Lett. 116, 011301 (2016), arXiv:1504.07237 [hep-ph] .
- H. An, M. Pospelov, and J. Pradler, Phys. Rev. Lett. 111, 041302 (2013), arXiv:1304.3461 [hep-ph] .
- J. M. Martinis and J. Clarke, Journal of low temperature physics 61, 227 (1985).
- K. D. Irwin and G. C. Hilton, Cryogenic particle detection , 63 (2005).
- N. D. Birell and P. C. W. Davies, Quantum Fields in Curved Space (Cambridge University Press, 1982).
- R. P. Feynman, Phys. Rev. 94, 262 (1954).
- A. Einstein, Yu. Podolsky, and N. Rosen (EPR), Phys. Rev. 47, 777 (1935).
- J. G. P. Berman and J. F. M. Izrailev, Physica D 88, 445 (1983).
- E. B. Davies and L. Parns, Q. J. Mech. Appl. Math. 51, 477 (1988).
- E. Witten, (2001), hep-th/0106109 .
- J. S. Smith and G. W. Johnson, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 777, 1395 (2005).
- W. J. Smith, T. J. Johnson, and B. G. Miller (2010a), J. Appl. Phys. (unpublished).
- V. K. Smith, K. Johnson, and M. O. Klein (2010b), J. Appl. Phys. (submitted).
- U.Â Ăœnderwood, N. Ñet, and P. P̀„ot (1988), talk at Fanstord University (A full UNPUBLISHED entry).
- W. V. Oz and M. Yannakakis, eds., Proc. Fifteenth Annual, All ACM Conferences No. 17, ACM (Academic Press, Boston, 1983) a full PROCEEDINGS entry.
- Y. Burstyn (2004), (unpublished).
- A. G. Agarwal, Semiconductors 66, 1238 (2001).
- Y. M. Zalkins, e-print arXiv:cond-mat/040426 (2008).
- J. Nelson, U.S. Patent No. 5,693,000 (12 Dec. 2005).
- J. K. Nelson, M.S. thesis, New York University (1999).
- É. Masterly, Mastering Thesis Writing, Master’s project, Stanford University, English Department (1988), a full MASTERSTHESIS entry.
- S. M. Smith, Ph.D. thesis, Massachusetts Institute of Technology (2003).
- S. R. Kawa and S.-J. Lin, J. Geophys. Res. 108, 4201 (2003), DOI:10.1029/2002JD002268.
- F. P. Phony-Baloney, Fighting Fire with Fire: Festooning French Phrases, PhD dissertation, Fanstord University, Department of French (1988), a full PHDTHESIS entry.
- J. C. Knvth, The programming of computer art, Vernier Art Center, Stanford, California (1988), a full BOOKLET entry.
- W. Opechowski and R. Guccione, Introduction to the theory of normal metals, in Magnetism, Vol. IIa, edited by G. T. Rado and H. Suhl (Academic Press, New York, 1965) p. 105.
- W. Opechowski and R. Guccione, in Magnetism, Vol. IIa, edited by G. T. Rado and H. Suhl (Academic Press, New York, 1965) p. 105.
- V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 61, 118 (1971), [Sov. Phys. JETP 34, 62 (1972)].
- J. M. Smith, in Molecular Dynamics, edited by C. Brown (Academic, New York, 1980).
- L. Manmaker, The Definitive Computer Manual, Chips-R-Us, Silicon Valley, silver ed. (1986), a full MANUAL entry.
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.