The electronics, trigger and data acquisition system for the liquid argon time projection chamber of the DarkSide-50 search for dark matter

Agnes, P.; Albuquerque, I.F.M.; Alexander, T.; Alton, A.K.; Arisaka, K.; Asner, D.M.; Ave, M.; Back, H.O.; Baldin, B.; Biery, K.; Bocci, V.; Bonfini, G.; Bonivento, W.; Bossa, M.; Bottino, B.; Brigatti, A.; Brodsky, J.; Budano, F.; Bussino, S.; Cadeddu, M.; Cadoni, M.; Calaprice, F.; Canci, N.; Candela, A.; Cao, H.; Caravati, M.; Cariello, M.; Carlini, M.; Catalanotti, S.; Cataudella, V.; Cavalcante, P.; Chepurnov, A.; Cicalo, C.; Cocco, A.G.; Covone, G.; Crippa, L.; D'Angelo, D.; D'Incecco, M.; Davini, S.; De Candia, A.; De Cecco, S.; De Deo, M.; De Filippis, G.; De Rosa, G.; De Vincenzi, M.; Derbin, A.; Devoto, A.; Di Eusanio, F.; Dionisi, C.; Di Pietro, G.; Edkins, E.; Empl, A.; Fan, A.; Fiorillo, G.; Fomenko, K.; Forster, G.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Giagu, S.; Giganti, C.; Giovanetti, G.K.; Goretti, A.M.; Granato, F.; Grandi, L.; Gromov, M.; Guan, M.; Guardincerri, Y.; Hackett, B.R.; Herner, K.R.; Hughes, D.; Humble, P.; Hungerford, E.V.; Ianni, A.; Ianni, A.; James, I.; Johnson, T.N.; Keeter, K.; Kendziora, C.L.; Kobychev, V.; Koh, G.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Li, X.; Lissia, M.; Loer, B.; Lombardi, P.; Longo, G.; Luitz, S.; Ma, Y.; Machado, A.; Machulin, I.N.; Mandarano, A.; Mari, S.M.; Maricic, J.; Marini, L.; Martoff, C.J.; Meyers, P.D.; Miletic, T.; Milincic, R.; Montanari, D.; Monte, A.; Montuschi, M.; Monzani, M.E.; Mosteiro, P.; Mount, B.J.; Muratova, V.N.; Musico, P.; Agasson, A.N.; Nelson, A.; Odrowski, S.; Oleinik, A.; Orsini, M.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pantic, E.; Parmeggiano, S.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Pocar, A.; Pordes, S.; Pugachev, D.A.; Qian, H.; Randle, K.; Ranucci, G.; Razeti, M.; Razeto, A.; Reinhold, B.; Renshaw, A.L.; Rescigno, M.; Riffard, Q.; Romani, A.; Rossi, B.; Rossi, N.; Rountree, S.D.; Sablone, D.; Saggese, P.; Saldanha, R.; Sands, W.; Sangiorgio, S.; Savarese, C.; Schlitzer, B.; 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.; Verducci, M.; Vishneva, A.; Vogelaar, R.B.; Wada, M.; Walker, S.; Wang, H.; Wang, Y.; Watson, A.W.; Westerdale, S.; Wojcik, M.M.; Xiang, X.; Xiao, X.; Xu, J.; Yang, C.; Yoo, J.; Zavatarelli, S.; Zec, A.; Zhong, W.; Zhu, C.; Zuzel, G.

doi:10.1088/1748-0221/12/12/P12011

The DarkSide-50 experiment at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso is a search for dark matter using a dual phase time projection chamber with 50 kg of low radioactivity argon as target. Light signals from interactions in the argon are detected by a system of 38 photo-multiplier tubes (PMTs), 19 above and 19 below the TPC volume inside the argon cryostat. We describe the electronics which processes the signals from the photo-multipliers, the trigger system which identifies events of interest, and the data-acquisition system which records the data for further analysis. The electronics include resistive voltage dividers on the PMTs, custom pre-amplifiers mounted directly on the PMT voltage dividers in the liquid argon, and custom amplifier/discriminators (at room temperature). After amplification, the PMT signals are digitized in CAEN waveform digitizers, and CAEN logic modules are used to construct the trigger; the data acquisition system for the TPC is based on the Fermilab artdaq software. The system has been in operation since early 2014.

The electronics, trigger and data acquisition system for the liquid argon time projection chamber of the DarkSide-50 search for dark matter / P. Agnes, I.F.M. Albuquerque, T. Alexander, A.K. Alton, K. Arisaka, D.M. Asner, M. Ave, H.O. Back, B. Baldin, K. Biery, V. Bocci, G. Bonfini, W. Bonivento, M. Bossa, B. Bottino, A. Brigatti, J. Brodsky, F. Budano, S. Bussino, M. Cadeddu, M. Cadoni, F. Calaprice, N. Canci, A. Candela, H. Cao, M. Caravati, M. Cariello, M. Carlini, S. Catalanotti, V. Cataudella, P. Cavalcante, A. Chepurnov, C. Cicalo, A.G. Cocco, G. Covone, L. Crippa, D. D'Angelo, M. D'Incecco, S. Davini, A. De Candia, S. De Cecco, M. De Deo, G. De Filippis, G. De Rosa, M. De Vincenzi, A. Derbin, A. Devoto, F. Di Eusanio, C. Dionisi, G. Di Pietro, E. Edkins, A. Empl, A. Fan, G. Fiorillo, K. Fomenko, G. Forster, D. Franco, F. Gabriele, C. Galbiati, S. Giagu, C. Giganti, G.K. Giovanetti, A.M. Goretti, F. Granato, L. Grandi, M. Gromov, M. Guan, Y. Guardincerri, B.R. Hackett, K.R. Herner, D. Hughes, P. Humble, E.V. Hungerford, A. Ianni, A. Ianni, I. James, T.N. Johnson, K. Keeter, C.L. Kendziora, V. Kobychev, G. Koh, D. Korablev, G. Korga, A. Kubankin, X. Li, M. Lissia, B. Loer, P. Lombardi, G. Longo, S. Luitz, Y. Ma, A. Machado, I.N. Machulin, A. Mandarano, S.M. Mari, J. Maricic, L. Marini, C.J. Martoff, P.D. Meyers, T. Miletic, R. Milincic, D. Montanari, A. Monte, M. Montuschi, M.E. Monzani, P. Mosteiro, B.J. Mount, V.N. Muratova, P. Musico, A.N. Agasson, A. Nelson, S. Odrowski, A. Oleinik, M. Orsini, F. Ortica, L. Pagani, M. Pallavicini, E. Pantic, S. Parmeggiano, K. Pelczar, N. Pelliccia, A. Pocar, S. Pordes, D.A. Pugachev, H. Qian, K. Randle, G. Ranucci, M. Razeti, A. Razeto, B. Reinhold, A.L. Renshaw, M. Rescigno, Q. Riffard, A. Romani, B. Rossi, N. Rossi, S.D. Rountree, D. Sablone, P. Saggese, R. Saldanha, W. Sands, S. Sangiorgio, C. Savarese, B. Schlitzer, E. Segreto, D.A. Semenov, E. Shields, P.N. Singh, M.D. Skorokhvatov, O. Smirnov, A. Sotnikov, C. Stanford, Y. Suvorov, R. Tartaglia, J. Tatarowicz, G. Testera, A. Tonazzo, P. Trinchese, E.V. Unzhakov, M. Verducci, A. Vishneva, R.B. Vogelaar, M. Wada, S. Walker, H. Wang, Y. Wang, A.W. Watson, S. Westerdale, M.M. Wojcik, X. Xiang, X. Xiao, J. Xu, C. Yang, J. Yoo, S. Zavatarelli, A. Zec, W. Zhong, C. Zhu, G. Zuzel. - In: JOURNAL OF INSTRUMENTATION. - ISSN 1748-0221. - 12:12(2017), pp. P12011.1-P12011.23. [10.1088/1748-0221/12/12/P12011]

The electronics, trigger and data acquisition system for the liquid argon time projection chamber of the DarkSide-50 search for dark matter

Agnes P.;Albuquerque I. F. M.;Alexander T.;Alton A. K.;Arisaka K.;Asner D. M.;Ave M.;Back H. O.;Baldin B.;Biery K.;Bocci V.;Bonfini G.;Bonivento W.;Bossa M.;Bottino B.;Brigatti A.;Brodsky J.;Budano F.;Bussino S.;Cadeddu M.;Cadoni M.;Calaprice F.;Canci N.;Candela A.;Cao H.;Caravati M.;Cariello M.;Carlini M.;Catalanotti S.;Cataudella V.;Cavalcante P.;Chepurnov A.;Cicalo C.;Cocco A. G.;Covone G.;Crippa L.;D. D'Angelo;D'Incecco M.;Davini S.;De Candia A.;De Cecco S.;De Deo M.;De Filippis G.;De Rosa G.;De Vincenzi M.;Derbin A.;Devoto A.;Di Eusanio F.;Dionisi C.;Di Pietro G.;Edkins E.;Empl A.;Fan A.;Fiorillo G.;Fomenko K.;Forster G.;Franco D.;Gabriele F.;Galbiati C.;Giagu S.;Giganti C.;Giovanetti G. K.;Goretti A. M.;Granato F.;Grandi L.;Gromov M.;Guan M.;Guardincerri Y.;Hackett B. R.;Herner K. R.;Hughes D.;Humble P.;Hungerford E. V.;Ianni A.;Ianni A.;James I.;Johnson T. N.;Keeter K.;Kendziora C. L.;Kobychev V.;Koh G.;Korablev D.;Korga G.;Kubankin A.;Li X.;Lissia M.;Loer B.;Lombardi P.;Longo G.;Luitz S.;Ma Y.;Machado A.;Machulin I. N.;Mandarano A.;Mari S. M.;Maricic J.;Marini L.;Martoff C. J.;Meyers P. D.;Miletic T.;Milincic R.;Montanari D.;Monte A.;Montuschi M.;Monzani M. E.;Mosteiro P.;Mount B. J.;Muratova V. N.;Musico P.;Agasson A. N.;Nelson A.;Odrowski S.;Oleinik A.;Orsini M.;Ortica F.;Pagani L.;Pallavicini M.;Pantic E.;Parmeggiano S.;Pelczar K.;Pelliccia N.;Pocar A.;Pordes S.;Pugachev D. A.;Qian H.;Randle K.;Ranucci G.;Razeti M.;Razeto A.;Reinhold B.;Renshaw A. L.;Rescigno M.;Riffard Q.;Romani A.;Rossi B.;Rossi N.;Rountree S. D.;Sablone D.;Saggese P.;Saldanha R.;Sands W.;Sangiorgio S.;Savarese C.;Schlitzer B.;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.;Verducci M.;Vishneva A.;Vogelaar R. B.;Wada M.;Walker S.;Wang H.;Wang Y.;Watson A. W.;Westerdale S.;Wojcik M. M.;Xiang X.;Xiao X.;Xu J.;Yang C.;Yoo J.;Zavatarelli S.;Zec A.;Zhong W.;Zhu C.;Zuzel G.

2017

Abstract

The DarkSide-50 experiment at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso is a search for dark matter using a dual phase time projection chamber with 50 kg of low radioactivity argon as target. Light signals from interactions in the argon are detected by a system of 38 photo-multiplier tubes (PMTs), 19 above and 19 below the TPC volume inside the argon cryostat. We describe the electronics which processes the signals from the photo-multipliers, the trigger system which identifies events of interest, and the data-acquisition system which records the data for further analysis. The electronics include resistive voltage dividers on the PMTs, custom pre-amplifiers mounted directly on the PMT voltage dividers in the liquid argon, and custom amplifier/discriminators (at room temperature). After amplification, the PMT signals are digitized in CAEN waveform digitizers, and CAEN logic modules are used to construct the trigger; the data acquisition system for the TPC is based on the Fermilab artdaq software. The system has been in operation since early 2014.

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	Parole chiave
	
			Dark Matter detectors (WIMPs, axions, etc.); Noble liquid detectors (scintillation, ionization, double-phase)
		
	Settori scientifico-disciplinari dell'articolo
	
			Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
		
	Data di pubblicazione
	
			2017
		
	Rivista in ANCE
	
			JOURNAL OF INSTRUMENTATION
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/12/12/P12011
		
	Tipologia
	
			Article (author)
		
	Appare nelle tipologie:
	
			01 - Articolo su periodico

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