Sowohl das bereits laufende XENONnT-Experiment als auch das zukünftige XLZD-Experiment bestehen aus einer Spurendriftkammer (time projection chamber, TPC), die für den direkten Nachweis dunkler Materie eingesetzt wird. Mit dem XENONnT-Experiment, welches sich im Untergrundlabor Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) in Italien befindet, wurde mit einem aktiven Target von 8.6-Tonnen-Flüssigxenon bereits ein großer Teil des Parameterbereichs der spinunabhängigen WIMP-Kernstreuung erprobt. Mit einem aktiven Targetmaterial von 60-80-Tonnen-Flüssigxenon in Verbindung mit einer Umgebung äußerst geringen Hintergrunds wird der Xenon-Detektor der nächsten Generation, XLZD, in der Lage sein, eine nie dagwesene Sensitivität in diesem Parameterbereich zu erreichen sowie mehrere andere wissenschaftliche Kanäle zu erforschen. 

 

Die zweiphasige Spurendriftkammer ist ein zylindrisches Volumen, das eine Schicht aus gasförmigem und eine Schicht aus flüssigem Xenon enthält. Die obere und die untere Ebene des zylindrischen Volumens sind mit Fotosensoren bedeckt, die Ereignisse im Detektor aufzeichnen. Wenn Energie im flüssigen Xenon deponiert wird, wird sowohl Szintillationslicht als auch Ionisierung erzeugt. Das Licht wird sofort von den Fotosensoren gemessen und als "S1"-Signal aufgezeichnet. Die Elektronen werden mit Hilfe eines elektrischen Feldes durch die Driftkammer geleitet, bis sie die Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Gas erreichen. An diesem Punkt wird ein stärkeres elektrisches Feld angelegt, um die Elektronen durch das gasförmige Xenon zu extrahieren und zu beschleunigen, wodurch sekundäres Szintillationslicht entsteht, das als "S2"-Signal aufgezeichnet wird. Das Verhältnis zwischen dem S1- und dem S2-Signal wird zur Unterscheidung zwischen Elektronen-Rückstoß- und Kern-Rückstoß-Wechselwirkung verwendet.

 

Mehr Informationen über XENONnT finden Sie hier.

 

Mehr Informationen über XLZD finden Sie hier.