論文の概要: Dark matter searches with a 13 meV threshold superconducting sensor array
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.19319v2
- Date: Thu, 23 Jul 2026 01:36:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-24 14:12:06.745938
- Title: Dark matter searches with a 13 meV threshold superconducting sensor array
- Title（参考訳）: 13MeVしきい値超伝導センサアレイによる暗黒物質探索
- Abstract要約: QUALIPHIDEは、エネルギー分解型マイクロ波インダクタンス検出器の411ドルピクセルアレイを用いた低温暗黒物質探索である。
2.2ドル(約2万2000円)のデータのブラインド分析では、大きな余剰は見られず、隠れた光子運動混合パラメータに強い制約が課せられる。
これらのデータは、ダークマターが核と電子から散乱する最初の地球上の限界であり、それぞれ$5$ MeV/$c2$と$20$ keV/$c2$となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.831715552066694
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Many well-motivated dark matter models predict meV-scale energy deposits in interactions with terrestrial experiments, but this regime is challenging to probe due to a lack of mature single-quantum detectors. Here we report results from QUALIPHIDE (QUAntum LImited PHotons In the Dark Experiment), a cryogenic dark matter search using a $41$-pixel array of energy-resolving microwave kinetic inductance detectors with a $13$ meV threshold, simultaneously used to look for both conversion photons from THz wavelength hidden photon dark matter and phonons from particle-like light dark matter interactions. The experimental design, with on- and off-focus pixels for the hidden photon search, allows for a data-driven background model, giving the experiment discovery potential. A blind analysis of $22$ hours of data shows no significant excess, setting the strongest constraints on the hidden photon kinetic mixing parameter $χ$ over the mass range of $13$-$90$ meV/$c^2$, reaching $1.5\times10^{-12}$ at $50$ meV/$c^2$. These data also yield among the first terrestrial limits on dark matter scattering off nuclei and electrons, down to $5$ MeV/$c^2$ and $20$ keV/$c^2$, respectively. The low threshold also enables future study of the low-energy excess limiting cryogenic detectors and, as we project, will allow for a terahertz-scale QCD axion search with a magnetic field.
- Abstract（参考訳）: 多くのよく動機付けられたダークマターモデルは、地上実験と相互作用するメVスケールのエネルギー蓄積を予測するが、この状態は成熟した単一量子検出器が欠如しているため、探究が困難である。
ここでは,エネルギー分解型マイクロ波動電インダクタンス検出器を13ドル(約1,300円)の閾値で41ドル(約4,300円)の超低温暗黒物質探索を行い,THz波長隠蔽光子暗黒物質と粒子状暗黒物質相互作用からのフォノンの変換光子を同時に検出した。
実験的な設計は、隠れ光子探索のためのオンフォーカスピクセルとオフフォーカスピクセルで、データ駆動の背景モデルを可能にし、実験的な発見の可能性を与える。
2 時間分のデータを盲目的に分析した結果、隠れた光子運動混合パラメータに強い制約を課し、13$-90$ meV/$c^2$で1.5\times 10^{-12}$で50$ meV/$c^2$に到達した。
これらのデータは、原子核と電子から散乱するダークマターの最初の地球上の限界であり、それぞれ5$ MeV/$c^2$と20$ keV/$c^2$となる。
低しきい値はまた、低エネルギー過剰な極低温検出器の将来の研究を可能にし、我々が計画しているように、磁場によるテラヘルツ規模のQCD軸索探索を可能にする。
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