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.; Cicalã³, 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. Navrer; 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.