Related papers: R & D for Future Zeplin

A Dual-phase Xenon TPC for Scintillation and Ionisation Yield Measurements in Liquid Xenon

A small-scale, two-phase (liquid/gas) xenon time projection chamber (Xurich II) was designed, constructed and is under operation at the University of Zurich. Its main purpose is to investigate the microphysics of particle interactions in…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2018-05-23 Laura Baudis , Yanina Biondi , Chiara Capelli , Michelle Galloway , Shingo Kazama , Alexander Kish , Payam Pakarha , Francesco Piastra , Julien Wulf

An Ultra-Low Background PMT for Liquid Xenon Detectors

Results are presented from radioactivity screening of two models of photomultiplier tubes designed for use in current and future liquid xenon experiments. The Hamamatsu 5.6 cm diameter R8778 PMT, used in the LUX dark matter experiment, has…

Instrumentation and Detectors · Physics 2014-10-01 D. S. Akerib , X. Bai , E. Bernard , A. Bernstein , A. Bradley , D. Byram , S. B. Cahn , M. C. Carmona-Benitez , D. Carr , J. J. Chapman , Y-D. Chan , K. Clark , T. Coffey , L. deViveiros , M. Dragowsky , E. Druszkiewicz , B. Edwards , C. H. Faham , S. Fiorucci , R. J. Gaitskell , K. R. Gibson , C. Hall , M. Hanhardt , B. Holbrook , M. Ihm , R. G. Jacobsen , L. Kastens , K. Kazkaz , N. Larsen , C. Lee , K. Lesko , A. Lindote , M. I. Lopes , A. Lyashenko , D. C. Malling , R. Mannino , D. McKinsey , D. Mei , J. Mock , M. Morii , H. Nelson , F. Neves , J. A. Nikkel , M. Pangilinan , K. Pech , P. Phelps , T. Shutt , C. Silva , W. Skulski , V. N. Solovov , P. Sorensen , J. Spaans , T. Stiegler , M. Sweany , M. Szydagis , D. Taylor , J. Thomson , M. Tripathi , S. Uvarov , J. R. Verbus , N. Walsh , R. Webb , J. T. White , M. Wlasenko , F. L. H. Wolfs , M. Woods , C. Zhang

Dark matter experiments at Boulby mine

The Boulby Dark Matter Collaboration (BDMC) is running several experiments for particle (WIMP) dark matter search in the Underground Boulby Laboratory. These include a liquid xenon detector (ZEPLIN I) and a low pressure gas TPC with…

Astrophysics · Physics 2015-06-24 V. A. Kudryavtsev

Combining dark matter detectors and electron-capture sources to hunt for new physics in the neutrino sector

In this letter we point out the possibility to study new physics in the neutrino sector using dark matter detectors based on liquid xenon. These are characterized by very good spatial resolution and extremely low thresholds for electron…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2015-06-22 Pilar Coloma , Patrick Huber , Jonathan M. Link

Neutrino physics with multi-ton scale liquid xenon detectors

We study the sensitivity of large-scale xenon detectors to low-energy solar neutrinos, to coherent neutrino-nucleus scattering and to neutrinoless double beta decay. As a concrete example, we consider the xenon part of the proposed DARWIN…

Instrumentation and Detectors · Physics 2014-02-10 L. Baudis , A. Ferella , A. Kish , A. Manalaysay , T. Marrodan Undagoitia , M. Schumann

LBECA: A Low Background Electron Counting Apparatus for Sub-GeV Dark Matter Detection

Two-phase noble liquid detectors, with large target masses and effective background reduction, are currently leading the dark matter direct detection for WIMP masses above a few GeV. Due to their sensitivity to single ionized electron…

Instrumentation and Detectors · Physics 2020-03-24 A. Bernstein , M. Clark , R. Essig , M. Fernandez-Serra , A. Kopec , R. F. Lang , J. Long , K. Ni , S. Pereverzev , J. Qi , P. Sorensen , Y. Wei , J. Xu , J. Ye , C. Zhen

Sub-GeV Dark Matter Searches and Electric Field Studies for the LUX and LZ Experiments

The nature of dark matter (DM) remains a mystery since it has so far eluded detection in the laboratory. To that end, the Large Underground Xenon (LUX) experiment was built to directly observe the interaction of DM with xenon target nuclei.…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2019-04-22 Lucie Tvrznikova

After LUX: The LZ Program

The LZ program consists of two stages of direct dark matter searches using liquid Xe detectors. The first stage will be a 1.5-3 tonne detector, while the last stage will be a 20 tonne detector. Both devices will benefit tremendously from…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2015-03-19 D. C. Malling , D. S. Akerib , H. M. Araujo , X. Bai , S. Bedikian , E. Bernard , A. Bernstein , A. Bradley , S. B. Cahn , M. C. Carmona-Benitez , D. Carr , J. J. Chapman , K. Clark , T. Classen , T. Coffey , A. Curioni , A. Currie , S. Dazeley , L. de Viveiros , M. Dragowsky , E. Druszkiewicz , C. H. Faham , S. Fiorucci , R. J. Gaitskell , K. R. Gibson , C. Hall , M. Hanhardt , B. Holbrook , M. Ihm , R. G. Jacobsen , L. Kastens , K. Kazkaz , R. Lander , N. Larsen , C. Lee , D. Leonard , K. Lesko , A. Lindote , M. I. Lopes , A. Lyashenko , P. Majewski , R. Mannino , D. N. McKinsey , D. -M. Mei , J. Mock , M. Morii , A. St J. Murphy , H. Nelson , F. Neves , J. A. Nikkel , M. Pangilinan , P. Phelps , L. Reichhart , T. Shutt , C. Silva , W. Skulski , V. Solovov , P. Sorensen , J. Spaans , T. Stiegler , T. J. Sumner , R. Svoboda , M. Sweany , M. Szydagis , J. Thomson , M. Tripathi , J. R. Verbus , N. Walsh , R. Webb , J. T. White , M. Wlasenko , F. L. H. Wolfs , M. Woods , C. Zhang

XMASS

The XMASS detector is a large single phase liquid Xenon scintillator.After its feasibility had been studied using a 100 kg size prototype detector, an 800 kg size detector is being built for dark matter search with the sensitivity of…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2019-08-13 Hiroyuki Sekiya

Development of a compact muon veto for the NUCLEUS experiment

The NUCLEUS experiment aims to measure coherent elastic neutrino nucleus scattering of reactor anti-neutrinos using cryogenic calorimeters. Operating at an overburden of 3 m.w.e., muon-induced backgrounds are expected to be one of the…

Instrumentation and Detectors · Physics 2022-06-14 V. Wagner , R. Rogly , A. Erhart , V. Savu , C. Goupy , D. Lhuillier , M. Vivier , L. Klinkenberg , G. Angloher , A. Bento , L. Canonica , F. Cappella , L. Cardani , N. Casali , R. Cerulli , I. Colantoni , A. Cruciani , G. del Castello , M. Friedl , A. Garai , V. M. Ghete , V. Guidi , D. Hauff , M. Kaznacheeva , A. Kinast , H. Kluck , A. Langenkämper , T. Lasserre , M. Mancuso , B. Mauri , A. Mazzolari , E. Mazzucato , H. Neyrial , C. Nones , L. Oberauer , A. Onillon , T. Ortmann , L. Pattavina , F. Petricca , W. Potzel , F. Pröbst , F. Pucci , F. Reindl , J. Rothe , N. Schermer , J. Schieck , S. Schönert , C. Schwertner , L. Scola , L. Stodolsky , R. Strauss , C. Tomei , K. v. Mirbach , M. Vignati , A. Wex

Performance and Fundamental Processes at Low Energy in a Two-Phase Liquid Xenon Dark Matter Detector

We extend the study of the performance of a prototype two-phase liquid xenon WIMP dark matter detector to recoil energies below 20 keV. We demonstrate a new method for obtaining the best estimate of the energies of events using a calibrated…

Astrophysics · Physics 2008-11-26 T. Shutt , C. E. Dahl , J. Kwong , A. Bolozdynya , P. Brusov

Extending light WIMP searches to single scintillation photons in LUX

We present a novel analysis technique for liquid xenon time projection chambers that allows for a lower threshold by relying on events with a prompt scintillation signal consisting of single detected photons. The energy threshold of the LUX…

Cosmology and Nongalactic Astrophysics · Physics 2020-02-19 D. S. Akerib , S. Alsum , H. M. Araújo , X. Bai , A. J. Bailey , J. Balajthy , A. Baxter , P. Beltrame , E. P. Bernard , A. Bernstein , T. P. Biesiadzinski , E. M. Boulton , B. Boxer , P. Brás , S. Burdin , D. Byram , S. B. Cahn , M. C. Carmona-Benitez , C. Chan , A. A. Chiller , C. Chiller , A. Currie , J. E. Cutter , L. de Viveiros , A. Dobi , J. E. Y. Dobson , E. Druszkiewicz , B. N. Edwards , C. H. Faham , S. R. Fallon , A. Fan , S. Fiorucci , R. J. Gaitskell , V. M. Gehman , J. Genovesi , C. Ghag , K. R. Gibson , M. G. D. Gilchriese , E. Grace , C. Gwilliam , C. R. Hall , M. Hanhardt , S. J. Haselschwardt , S. A. Hertel , D. P. Hogan , M. Horn , D. Q. Huang , C. M. Ignarra , R. G. Jacobsen , O. Jahangir , W. Ji , K. Kamdin , K. Kazka , D. Khaitan , R. Knoche , E. V. Korolkova , S. Kravitz , V. A. Kudryavtsev , N. A. Larsen , E. Leason , C. Lee , B. G. Lenardo , K. T. Lesko , C. Levy , J. Liao , J. Lin , A. Lindote , M. I. Lopes , B. López-Paredes , A. Manalaysay , R. L. Mannino , N. Marangou , M. F. Marzioni , D. N. McKinsey , D. M. Mei , J. Mock , M. Moongweluwan , J. A. Morad , A. St. J. Murphy , A. Naylor , C. Nehrkorn , H. N. Nelson , F. Neves , A. Nilima , K. O'Sullivan , K. C. Oliver-Mallory , K. J. Palladino , E. K. Pease , L. Reichhart , Q. Riffard , G. R. C. Rischbieter , P. Rossiter , S. Shaw , T. A. Shutt , C. Silva , M. Solmaz , V. N. Solovov , P. Sorensen , S. Stephenson , T. J. Sumner , M. Szydagis , D. J. Taylor , R. Taylor , W. C. Taylor , B. P. Tennyson , P. A. Terman , D. R. Tiedt , W. H. To , M. Tripathi , L. Tvrznikova , U. Utku , S. Uvarov , A. Vacheret , V. Velan , J. R. Verbus , R. C. Webb , J. T. White , T. J. Whitis , M. S. Witherell , F. L. H. Wolfs , D. Woodward , J. Xu , K. Yazdani , S. K. Young , C. Zhang

First Results from the XENON10 Dark Matter Experiment at the Gran Sasso National Laboratory

The XENON10 experiment at the Gran Sasso National Laboratory uses a 15 kg xenon dual phase time projection chamber (XeTPC) to search for dark matter weakly interacting massive particles (WIMPs). The detector measures simultaneously the…

Astrophysics · Physics 2019-08-13 J. Angle , E. Aprile , F. Arneodo , L. Baudis , A. Bernstein , A. Bolozdynya , P. Brusov , L. C. C. Coelho , C. E. Dahl , L. DeViveiros , A. D. Ferella , L. M. P. Fernandes , S. Fiorucci , R. J. Gaitskell , K. L. Giboni , R. Gomez , R. Hasty , L. Kastens , J. Kwong , J. A. M. Lopes , N. Madden , A. Manalaysay , A. Manzur , D. N. McKinsey , M. E. Monzani , K. Ni , U. Oberlack , J. Orboeck , G. Plante , R. Santorelli , J. M. F. dos Santos , P. Shagin , T. Shutt , P. Sorensen , S. Schulte , C. Winant , M. Yamashita

The LUX-ZEPLIN (LZ) Experiment

We describe the design and assembly of the LUX-ZEPLIN experiment, a direct detection search for cosmic WIMP dark matter particles. The centerpiece of the experiment is a large liquid xenon time projection chamber sensitive to low energy…

Instrumentation and Detectors · Physics 2019-11-05 The LZ Collaboration , D. S. Akerib , C. W. Akerlof , D. Yu. Akimov , A. Alquahtani , S. K. Alsum , T. J. Anderson , N. Angelides , H. M. Araújo , A. Arbuckle , J. E. Armstrong , M. Arthurs , H. Auyeung , X. Bai , A. J. Bailey , J. Balajthy , S. Balashov , J. Bang , M. J. Barry , J. Barthel , D. Bauer , P. Bauer , A. Baxter , J. Belle , P. Beltrame , J. Bensinger , T. Benson , E. P. Bernard , A. Bernstein , A. Bhatti , A. Biekert , T. P. Biesiadzinski , B. Birrittella , K. E. Boast , A. I. Bolozdynya , E. M. Boulton , B. Boxer , R. Bramante , S. Branson , P. Brás , M. Breidenbach , J. H. Buckley , V. V. Bugaev , R. Bunker , S. Burdin , J. K. Busenitz , J. S. Campbell , C. Carels , D. L. Carlsmith , B. Carlson , M. C. Carmona-Benitez , M. Cascella , C. Chan , J. J. Cherwinka , A. A. Chiller , C. Chiller , N. I. Chott , A. Cole , J. Coleman , D. Colling , R. A. Conley , A. Cottle , R. Coughlen , W. W. Craddock , D. Curran , A. Currie , J. E. Cutter , J. P. da Cunha , C. E. Dahl , S. Dardin , S. Dasu , J. Davis , T. J. R. Davison , L. de Viveiros , N. Decheine , A. Dobi , J. E. Y. Dobson , E. Druszkiewicz , A. Dushkin , T. K. Edberg , W. R. Edwards , B. N. Edwards , J. Edwards , M. M. Elnimr , W. T. Emmet , S. R. Eriksen , C. H. Faham , A. Fan , S. Fayer , S. Fiorucci , H. Flaecher , I. M. Fogarty Florang , P. Ford , V. B. Francis , F. Froborg , T. Fruth , R. J. Gaitskell , N. J. Gantos , D. Garcia , A. Geffre , V. M. Gehman , R. Gelfand , J. Genovesi , R. M. Gerhard , C. Ghag , E. Gibson , M. G. D. Gilchriese , S. Gokhale , B. Gomber , T. G. Gonda , A. Greenall , S. Greenwood , G. Gregerson , M. G. D. van der Grinten , C. B. Gwilliam , C. R. Hall , D. Hamilton , S. Hans , K. Hanzel , T. Harrington , A. Harrison , C. Hasselkus , S. J. Haselschwardt , D. Hemer , S. A. Hertel , J. Heise , S. Hillbrand , O. Hitchcock , C. Hjemfelt , M. D. Hoff , B. Holbrook , E. Holtom , J. Y-K. Hor , M. Horn , D. Q. Huang , T. W. Hurteau , C. M. Ignarra , M. N. Irving , R. G. Jacobsen , O. Jahangir , S. N. Jeffery , W. Ji , M. Johnson , J. Johnson , P. Johnson , W. G. Jones , A. C. Kaboth , A. Kamaha , K. Kamdin , V. Kasey , K. Kazkaz , J. Keefner , D. Khaitan , M. Khaleeq , A. Khazov , A. V. Khromov , I. Khurana , Y. D. Kim , W. T. Kim , C. D. Kocher , A. M. Konovalov , L. Korley , E. V. Korolkova , M. Koyuncu , J. Kras , H. Kraus , S. W. Kravitz , H. J. Krebs , L. Kreczko , B. Krikler , V. A. Kudryavtsev , A. V. Kumpan , S. Kyre , A. R. Lambert , B. Landerud , N. A. Larsen , A. Laundrie , E. A. Leason , H. S. Lee , J. Lee , C. Lee , B. G. Lenardo , D. S. Leonard , R. Leonard , K. T. Lesko , C. Levy , J. Li , Y. Liu , J. Liao , F. -T. Liao , J. Lin , A. Lindote , R. Linehan , W. H. Lippincott , R. Liu , X. Liu , C. Loniewski , M. I. Lopes , B. López Paredes , W. Lorenzon , D. Lucero , S. Luitz , J. M. Lyle , C. Lynch , P. A. Majewski , J. Makkinje , D. C. Malling , A. Manalaysay , L. Manenti , R. L. Mannino , N. Marangou , D. J. Markley , P. MarrLaundrie , T. J. Martin , M. F. Marzioni , C. Maupin , C. T. McConnell , D. N. McKinsey , J. McLaughlin , D. -M. Mei , Y. Meng , E. H. Miller , Z. J. Minaker , E. Mizrachi , J. Mock , D. Molash , A. Monte , M. E. Monzani , J. A. Morad , E. Morrison , B. J. Mount , A. St. J. Murphy , D. Naim , A. Naylor , C. Nedlik , C. Nehrkorn , H. N. Nelson , J. Nesbit , F. Neves , J. A. Nikkel , J. A. Nikoleyczik , A. Nilima , J. O'Dell , H. Oh , F. G. O'Neill , K. O'Sullivan , I. Olcina , M. A. Olevitch , K. C. Oliver-Mallory , L. Oxborough , A. Pagac , D. Pagenkopf , S. Pal , K. J. Palladino , V. M. Palmaccio , J. Palmer , M. Pangilinan , S. J. Patton , E. K. Pease , B. P. Penning , G. Pereira , C. Pereira , I. B. Peterson , A. Piepke , S. Pierson , S. Powell , R. M. Preece , K. Pushkin , Y. Qie , M. Racine , B. N. Ratcliff , J. Reichenbacher , L. Reichhart , C. A. Rhyne , A. Richards , Q. Riffard , G. R. C. Rischbieter , J. P. Rodrigues , H. J. Rose , R. Rosero , P. Rossiter , R. Rucinski , G. Rutherford , D. Rynders , J. S. Saba , L. Sabarots , D. Santone , M. Sarychev , A. B. M. R. Sazzad , R. W. Schnee , M. Schubnell , P. R. Scovell , M. Severson , D. Seymour , S. Shaw , G. W. Shutt , T. A. Shutt , J. J. Silk , C. Silva , K. Skarpaas , W. Skulski , A. R. Smith , R. J. Smith , R. E. Smith , J. So , M. Solmaz , V. N. Solovov , P. Sorensen , V. V. Sosnovtsev , I. Stancu , M. R. Stark , S. Stephenson , N. Stern , A. Stevens , T. M. Stiegler , K. Stifter , R. Studley , T. J. Sumner , K. Sundarnath , P. Sutcliffe , N. Swanson , M. Szydagis , M. Tan , W. C. Taylor , R. Taylor , D. J. Taylor , D. Temples , B. P. Tennyson , P. A. Terman , K. J. Thomas , J. A. Thomson , D. R. Tiedt , M. Timalsina , W. H. To , A. Tomás , T. E. Tope , M. Tripathi , D. R. Tronstad , C. E. Tull , W. Turner , L. Tvrznikova , M. Utes , U. Utku , S. Uvarov , J. Va'vra , A. Vacheret , A. Vaitkus , J. R. Verbus , T. Vietanen , E. Voirin , C. O. Vuosalo , S. Walcott , W. L. Waldron , K. Walker , J. J. Wang , R. Wang , L. Wang , Y. Wang , J. R. Watson , J. Migneault , S. Weatherly , R. C. Webb , W. -Z. Wei , M. While , R. G. White , J. T. White , D. T. White , T. J. Whitis , W. J. Wisniewski , K. Wilson , M. S. Witherell , F. L. H. Wolfs , J. D. Wolfs , D. Woodward , S. D. Worm , X. Xiang , Q. Xiao , J. Xu , M. Yeh , J. Yin , I. Young , C. Zhang

RPCs and readout system for the neutrino detector of the SHiP experiment

SHiP (Search for Hidden Particles) is a proposed experiment to be installed at CERN, with the aim of exploring the high intensity beam frontier to investigate the so-called Hidden sector. Since the SPS proton beam interacting with the SHiP…

Instrumentation and Detectors · Physics 2020-04-22 Liliana Congedo

A Liquid Scintillation Detector for Radioassay of Gadolinium-Loaded Liquid Scintillator for the LZ Outer Detector

We report on the design and performance of the LUX-ZEPLIN (LZ) "Screener", a small liquid scintillator detector consisting of $\approx 23$ kg of LAB-based gadolinium-loaded liquid scintillator (GdLS) to be used in the LZ Outer Detector. The…

Instrumentation and Detectors · Physics 2019-05-29 S. J. Haselschwardt , S. Shaw , H. N. Nelson , M. S. Witherell , M. Yeh , K. T. Lesko , A. Cole , S. Kyre , D. T. White

Characterization of the QUartz Photon Intensifying Detector (QUPID) for Noble Liquid Detectors

Dark Matter and Double Beta Decay experiments require extremely low radioactivity within the detector materials. For this purpose, the University of California, Los Angeles and Hamamatsu Photonics have developed the QUartz Photon…

Instrumentation and Detectors · Physics 2015-03-19 A. Teymourian , D. Aharoni , L. Baudis , P. Beltrame , E. Brown , D. Cline , A. D. Ferella , A. Fukasawa , C. W. Lam , T. Lim , K. Lung , Y. Meng , S. Muramatsu , E. Pantic , M. Suyama , H. Wang , K. Arisaka

The first dual-phase xenon TPC equipped with silicon photomultipliers and characterisation with $^{37}$Ar

For the first time, a small dual-phase (liquid/gas) xenon time projection chamber was equipped with a top array of silicon photomultipliers for light and charge readout. Here we describe the instrument in detail, as well as the data…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2021-11-02 L. Baudis , Y. Biondi , M. Galloway , F. Girard , S. Hochrein , S. Reichard , P. Sanchez-Lucas , K. Thieme , J. Wulf

Results from the XENON100 Dark Matter Search Experiment

XENON100 is a liquid xenon time projection chamber built to search for rare collisions of hypothetical, weakly interacting massive particles (WIMPs), which are candidates for the dark matter in our universe, with xenon atoms. Operated in a…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2019-08-13 Laura Baudis

Simulation-based design study for the passive shielding of the COSINUS dark matter experiment

The COSINUS (Cryogenic Observatory for SIgnatures seen in Next-generation Underground Searches) experiment aims at the detection of dark matter-induced recoils in sodium iodide (NaI) crystals operated as scintillating cryogenic…

Instrumentation and Detectors · Physics 2022-04-13 G. Angloher , I. Dafinei , N. Di Marco , F. Ferroni , S. Fichtinger , A. Filipponi , M. Friedl , A. Fuss , Z. Ge , M. Heikinheimo , K. Huitu , R. Maji , M. Mancuso , L. Pagnanini , F. Petricca , S. Pirro , F. Pröbst , G. Profeta , A. Puiu , F. Reindl , K. Schäffner , J. Schieck , D. Schmiedmayer , C. Schwertner , M. Stahlberg , A. Stendahl , F. Wagner , S. Yue , V. Zema , Y. Zhu , L. Pandola