Abstract SIDDHARTA-2 is a state-of-the-art experiment designed to perform measurements of kaonic atoms, which are exotic atoms composed of a negatively charged kaon orbiting nucleus. These atoms constitute an exceptional probe for investigating the strong interaction in the non-perturbative regime involving strangeness. The experiment is installed at the DAΦNE electron-positron collider of the INFN National Laboratory of Frascati (INFN-LNF) in Italy, aiming to perform the first-ever measurement of the 2 p → 1s X-ray transitions in kaonic Deuterium, a crucial step towards determining the isospin-dependent antikaon-nucleon scattering lengths. Based on the experience gained with the previous SIDDHARTA experiment, which performed the most precise measurement of the kaonic Hydrogen 2 p → 1s X-ray transitions, the present apparatus has been upgraded with innovative X-Ray Silicon Drift Detectors (SDDs), distributed around a cryogenic gaseous target placed in a vacuum chamber at a short distance above the interaction region of the collider, two new veto systems and a charged kaon detector. The current work presents a comprehensive description of the SIDDHARTA-2 setup, including the optimization of its various components during the commissioning phase of the collider.

The SIDDHARTA-2 collaboration has developed a novel X-ray detection system based on cadmium-zinc-telluride (CZT, CdZnTe), marking the first application of this technology at the DAΦNE electron-positron collider at INFN-LNF. This work aims to demonstrate the stability of the detectors’ performance in terms of linearity and resolution over short and long periods, thereby establishing their suitability for precise spectroscopic measurements within a collider environment. A reference calibration spectrum is presented in association with findings from assessments of linearity and resolution stability. Additionally, this study introduces a validated model of the response function of the detector. The relative deviations from the nominal values for the source transitions, obtained by fitting the entire spectrum with a background function and the previously introduced response function, are reported. Finally, a comparison of the calibration performance with and without beams circulating in the collider’s rings is presented. These promising results pave the way for applying CZT detectors in kaonic atom studies and, more generally, in particle and nuclear physics spectroscopy.