論文の概要: Dark Matter Direct Detection with Quantum Dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.05967v1
• Date: Wed, 10 Aug 2022 18:00:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-01 10:02:57.589206
• Title: Dark Matter Direct Detection with Quantum Dots
• Title（参考訳）: 量子ドットによる暗黒物質直接検出
• Authors: Carlos Blanco, Rouven Essig, Marivi Fernandez-Serra, Harikrishnan Ramani, Oren Slone
• Abstract要約: 我々は、サブGeVダークマター-電子相互作用を探索するための新しいターゲットとして量子ドット(Quantum Dots)を提案する。 量子ドットは効率的なシンチレータであり、単光子量子収率に近い。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose using Quantum Dots as novel targets to probe sub-GeV dark matter-electron interactions. Quantum dots are nanocrystals of semiconducting material, which are commercially available, with gram-scale quantities suspended in liter-scale volumes of solvent. Quantum dots can be efficient scintillators, with near unity single-photon quantum yields, and their band-edge electronic properties are determined by their characteristic size, which can be precisely tuned. Examples include lead sulfide (PbS) and lead selenide (PbSe) quantum dots, which can be tuned to have sub-eV optical gaps. A dark-matter interaction can generate one or more electron-hole pairs (excitons), with the multi-exciton state decaying via the emission of two photons with an efficiency of about 10% of the single-photon quantum yield. An experimental setup using commercially available quantum dots and two photo-multiplier-tubes (PMTs) for detecting the coincident two-photon signal can already improve on existing dark-matter bounds, while using photodetectors with lower dark-count rates can improve on current constraints by orders of magnitude.
• Abstract（参考訳）: 我々は、量子ドットを新しいターゲットとして、サブgevダークマター-電子相互作用を調べることを提案する。 量子ドット(Quantum dots)は、半導電性材料のナノ結晶であり、市販されており、グラムスケールの量もリットルスケールの溶媒量で懸濁している。 量子ドットは、単光子量子収率に近い効率的なシンチレータとなり、そのバンドエッジ電子特性はその特性サイズによって決定され、正確に調整することができる。 例えば、鉛硫化鉛(pbs)や鉛セレニド(pbse)量子ドットは、サブev光ギャップを持つように調整できる。 ダークマター相互作用は1つ以上の電子-ホール対(エクシトン)を生成でき、マルチエクシトン状態は2つの光子の放出によって崩壊し、その効率は1光子量子収率の約10%である。 商業的に利用可能な量子ドットと、一致する2光子信号を検出する2つの光増倍管(pmts)を用いた実験的なセットアップは、既存の暗黒マッター境界に対して既に改善されている。

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