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Future liquid-argon DarkSide-20k and Argo detectors, designed for direct dark matter search, will be sensitive also to core-collapse supernova neutrinos, via coherent elastic neutrino-nucleus scattering. This interaction channel is flavor-insensitive with a high-cross section, enabling for a high-statistics neutrino detection with target masses of ~50 t and ~360 t for DarkSide-20k and Argo respectively. Thanks to the low-energy threshold of ~0.5 keVnr achievable by exploiting the ionization channel, DarkSide-20k and Argo have the potential to discover supernova bursts throughout our galaxy and up to the Small Magellanic Cloud, respectively, assuming a 11-M☉ progenitor star. We report also on the sensitivity to the neutronization burst, whose electron neutrino flux is suppressed by oscillations when detected via charged current and elastic scattering. Finally, the accuracies in the reconstruction of the average and total neutrino energy in the different phases of the supernova burst, as well as its time profile, are also discussed, taking into account the expected background and the detector response.
Agnes, P., Albergo, S., Albuquerque, I.F.M., Alexander, T., Alici, A., Alton, A.K., et al. (2021). Sensitivity of future liquid argon dark matter search experiments to core-collapse supernova neutrinos. JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2021(03), 043 [10.1088/1475-7516/2021/03/043].
Sensitivity of future liquid argon dark matter search experiments to core-collapse supernova neutrinos
Agnes, P.;Albergo, S.;Albuquerque, I. F. M.;Alexander, T.;Alici, A.;Alton, A. K.;Amaudruz, P.;Arcelli, S.;Ave, M.;Avetissov, I. Ch.;Avetisov, R. I.;Azzolini, O.;Back, H. O.;Balmforth, Z.;Barbarian, V.;Barrado Olmedo, A.;Barrillon, P.;Basco, A.;Batignani, G.;Bondar, A.;Bonivento, W. M.;Borisova, E.;Bottino, B.;Boulay, M. G.;Buccino, G.;Bussino, S.;Busto, J.;Buzulutskov, A.;Cadeddu, M.;Cadoni, M.;Caminata, A.;Canci, N.;Cappello, G.;Caravati, M.;Cárdenas-Montes, M.;Carlini, M.;Carnesecchi, F.;Castello, P.;Catalanotti, S.;Cataudella, V.;Cavalcante, P.;Cavuoti, S.;Cebrian, S.;Cela Ruiz, J. M.;Celano, B.;Chashin, S.;Chepurnov, A.;Chyhyrynets, E;Cicalò, C.;Cifarelli, L.;Cintas, D.;Coccetti, F.;Cocco, V.;Colocci, M.;Conde Vilda, E.;Consiglio, L.;Copello, S.;Corning, J.;Covone, G.;Czudak, P.;D'Auria, S.;Da Rocha Rolo, M. D.;Dadoun, O.;Daniel, M.;Davini, S.;De Candia, A.;De Cecco, S.;De Falco, A.;De Filippis, G.;De Gruttola, D.;De Guido, G.;De Rosa, G.;Della Valle, M.;Dellacasa, G.;De Pasquale, S.;Derbin, A. V.;Devoto, A.;Di Noto, L.;Dionisi, C.;Di Stefano, P.;Dolganov, G.;Dordei, F.;Doria, L.;Downing, M.;Erjavec, T.;Fernandez Diaz, M.;Fiorillo, G.;Franceschi, A.;Franco, D.;Frolov, E.;Funicello, N.;Gabriele, F.;Galbiati, C.;Garbini, M.;Garcia Abia, P.;Gendotti, A.;Ghiano, C.;Giampaolo, R. A.;Giganti, C.;Giorgi, M. A.;Giovanetti, G. K.;Goicoechea Casanueva, V.;Gola, A.;Graciani Diaz, R.;Grigoriev, G. Y.;Grobov, A.;Gromov, M.;Guan, M.;Guerzoni, M.;Gulino, M.;Guo, C.;Hackett, B. R.;Hallin, A.;Haranczyk, M.;Hill, S.;Horikawa, S.;Hubaut, F.;Hugues, T.;Hungerford, E. V.;Ianni, An.;Ippolito, V.;James, C. C.;Jillings, C.;Kachru, P.;Kemp, A. A.;Kendziora, C. L.;Keppel, G.;Khomyakov, A. V.;Kim, S.;Kish, A.;Kochanek, I.;Kondo, K.;Korga, G.;Kubankin, A.;Kugathasan, R.;Kuss, M.;Kuźniak, M.;La Commara, M.;Lai, M.;Langrock, S.;Leyton, M.;Li, X.;Lidey, L.;Lissia, M.;Longo, G.;Machulin, I. N.;Mapelli, L.;Marasciulli, A.;Margotti, A.;Mari, S. M.;Maricic, J.;Martínez, M.;Martinez Rojas, A. D.;Martoff, C. J.;Masoni, A.;Mazzi, A.;McDonald, A. B.;Mclaughlin, J.;Messina, A.;Meyers, P. D.;Miletic, T.;Milincic, R.;Moggi, A.;Moharana, A.;Moioli, S.;Monroe, J.;Morisi, S.;Morrocchi, M.;Mozhevitina, E. N.;Mróz, T.;Muratova, V. N.;Muscas, C.;Musenich, L.;Musico, P.;Nania, R.;Napolitano, T.;Navrer Agasson, A.;Nessi, M.;Nikulin, I.;Nowak, J.;Oleinik, A.;Oleynikov, V.;Pagani, L.;Pallavicini, M.;Pandola, L.;Pantic, E.;Paoloni, E.;Paternoster, G.;Pegoraro, P. A.;Pelczar, K.;Pellegrini, L. A.;Pellegrino, C.;Perotti, F.;Pesudo, V.;Picciau, E.;Pietropaolo, F.;Pira, C.;Pocar, A.;Poehlmann, D. M.;Pordes, S.;Poudel, S. S.;Pralavorio, P.;Price, D.;Raffaelli, F.;Ragusa, F.;Ramirez, A.;Razeti, M.;Razeto, A.;Renshaw, A. L.;Rescia, S.;Rescigno, M.;Resnati, F.;Retiere, F.;Rignanese, L. P.;Ripoli, C.;Rivetti, A.;Rode, J.;Romero, L.;Rossi, M.;Rubbia, A.;Salatino, P.;Samoylov, O.;Sánchez García, E.;Sandford, E.;Sanfilippo, S.;Santone, D.;Santorelli, R.;Savarese, C.;Scapparone, E.;Schlitzer, B.;Scioli, G.;Semenov, D. A.;Shaw, B.;Shchagin, A.;Sheshukov, A.;Simeone, M.;Skensved, P.;Skorokhvatov, M. D.;Smirnov, O.;Smith, B.;Sokolov, A.;Steri, A.;Stracka, S.;Strickland, V.;Stringer, M.;Sulis, S.;Suvorov, Y.;Szelc, A. M.;Tartaglia, R.;Testera, G.;Thorpe, T. N.;Tonazzo, A.;Torres-Lara, S.;Tricomi, A.;Unzhakov, E. V.;Usai, G.;Vallivilayil John, T.;Viant, T.;Viel, S.;Vishneva, A.;Vogelaar, R. B.;Wada, M.;Wang, H.;Wang, Y.;Westerdale, S.;Wheadon, R. J.;Williams, L.;Wojcik, Ma. M.;Wojcik, Ma.;Xiao, X.;Yang, C.;Ye, Z.;Zani, A.;Zichichi, A.;Zuzel, G.;Zykova, M. P.
2021-01-01
Abstract
Future liquid-argon DarkSide-20k and Argo detectors, designed for direct dark matter search, will be sensitive also to core-collapse supernova neutrinos, via coherent elastic neutrino-nucleus scattering. This interaction channel is flavor-insensitive with a high-cross section, enabling for a high-statistics neutrino detection with target masses of ~50 t and ~360 t for DarkSide-20k and Argo respectively. Thanks to the low-energy threshold of ~0.5 keVnr achievable by exploiting the ionization channel, DarkSide-20k and Argo have the potential to discover supernova bursts throughout our galaxy and up to the Small Magellanic Cloud, respectively, assuming a 11-M☉ progenitor star. We report also on the sensitivity to the neutronization burst, whose electron neutrino flux is suppressed by oscillations when detected via charged current and elastic scattering. Finally, the accuracies in the reconstruction of the average and total neutrino energy in the different phases of the supernova burst, as well as its time profile, are also discussed, taking into account the expected background and the detector response.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
