COSINUS (Cryogenic Observatory for SIgnatures seen in Next-generation Underground Searches) is an experiment employing cryogenic calorimeters, dedicated to direct dark matter search in underground laboratories. Its goal is to cross-check the annual modulation signal the DAMA collaboration has been detecting for about 20 years (Bernabei et al. in Nucl Part Phys Proc 303–305:74–79, 2018. https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2019.03.015 ) and which has been ruled out by other experiments in certain dark matter scenarios. COSINUS can provide a model-independent test by the use of the same target material (NaI), with the additional chance of discriminating $$\beta /\gamma$$ β / γ events from nuclear recoils on an event-by-event basis, by the application of a well-established temperature sensor technology developed within the CRESST collaboration. Each module is constituted by two detectors: the light detector, that is a silicon beaker equipped with a transition edge sensor (TES), and the phonon detector, a small cubic NaI crystal interfaced with a carrier of a harder material (e.g. $$\hbox {CdWO}_4$$ CdWO 4 ), also instrumented with a TES. This technology had so far never been applied to NaI crystals because of several well-known obstacles, and COSINUS is the first experiment which succeeded in operating NaI crystals as cryogenic calorimeters. Here, we present the COSINUS project, describe the achievements and the challenges of the COSINUS prototype development and discuss the status and the perspectives of this NaI-based cryogenic frontier.

中文翻译：

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COSINUS：用于 NaI 晶体直接暗物质搜索的低温热量计

COSINUS（下一代地下搜索中所见的低温天文台）是一项采用低温量热计的实验，致力于在地下实验室中直接搜索暗物质。它的目标是交叉检查 DAMA 合作已检测了大约 20 年的年度调制信号（Bernabei 等人，Nucl Part Phys Proc 303–305:74–79, 2018。https://doi.org/10.1016 /j.nuclphysbps.2019.03.015 ）并且在某些暗物质场景中已被其他实验排除。COSINUS 可以通过使用相同的目标材料 (NaI) 提供与模型无关的测试，并有额外的机会在逐个事件的基础上从核反冲中区分 $$\beta /\gamma$$ β / γ 事件，通过应用 CRESST 合作开发的成熟温度传感器技术。每个模块由两个检测器组成：光检测器，即配备有过渡边缘传感器 (TES) 的硅烧杯，以及声子检测器，即与较硬材料的载体（例如 $$\ hbox {CdWO}_4$$ CdWO 4 )，也配备了 TES。由于几个众所周知的障碍，这项技术迄今为止从未应用于 NaI 晶体，COSINUS 是第一个成功将 NaI 晶体用作低温量热计的实验。在这里，我们介绍了 COSINUS 项目，描述了 COSINUS 原型开发的成就和挑战，并讨论了这一基于 NaI 的低温前沿的现状和前景。和声子探测器，一个小的立方 NaI 晶体与更硬的材料（例如 $$\hbox {CdWO}_4$$ CdWO 4 ）的载体接口，也配备了 TES。由于一些众所周知的障碍，该技术迄今为止从未应用于 NaI 晶体，COSINUS 是第一个成功将 NaI 晶体用作低温量热计的实验。在这里，我们介绍了 COSINUS 项目，描述了 COSINUS 原型开发的成就和挑战，并讨论了这一基于 NaI 的低温前沿的现状和前景。和声子探测器，一个小的立方 NaI 晶体与更硬的材料（例如 $$\hbox {CdWO}_4$$ CdWO 4 ）的载体接口，也配备了 TES。由于一些众所周知的障碍，该技术迄今为止从未应用于 NaI 晶体，COSINUS 是第一个成功将 NaI 晶体用作低温量热计的实验。在这里，我们介绍了 COSINUS 项目，描述了 COSINUS 原型开发的成就和挑战，并讨论了这一基于 NaI 的低温前沿的现状和前景。COSINUS 是第一个成功地将 NaI 晶体用作低温热量计的实验。在这里，我们介绍了 COSINUS 项目，描述了 COSINUS 原型开发的成就和挑战，并讨论了这一基于 NaI 的低温前沿的现状和前景。COSINUS 是第一个成功地将 NaI 晶体用作低温热量计的实验。在这里，我们介绍了 COSINUS 项目，描述了 COSINUS 原型开发的成就和挑战，并讨论了这一基于 NaI 的低温前沿的现状和前景。