English
Related papers

Related papers: Dual-Phase Liquid Xenon Detectors for Dark Matter …

200 papers

The next-generation of $0\nu\beta\beta$ searches are targeting half-life sensitivities towards 10$^{27}$--10$^{28}$ years. Gaseous xenon time projection chamber (GXeTPC) detectors may be able to meet this challenge due to their excellent…

Instrumentation and Detectors · Physics 2026-03-19 K. Mistry , Y. Mei , D. R. Nygren

The DARWIN observatory is a proposed next-generation experiment to search for particle dark matter and other rare interactions. It will operate a 50 t liquid xenon detector, with 40 t in the time projection chamber (TPC). To inform the…

Instrumentation and Detectors · Physics 2021-08-25 L. Baudis , Y. Biondi , M. Galloway , F. Girard , A. Manfredini , N. McFadden , R. Peres , P. Sanchez-Lucas , K. Thieme

The R&D for a new type of liquid xenon (LXe) detector is ongoing to search for the neutrinoless double-beta decay ($0\nu2\beta$). As a result of the KamLAND-Zen experiment, it is very important to realize the all active region detector for…

Instrumentation and Detectors · Physics 2020-05-20 Kota Ueshima

nEXO is a proposed tonne-scale neutrinoless double beta decay ($0\nu\beta\beta$) experiment using liquid ${}^{136}Xe$ (LXe) in a Time Projection Chamber (TPC) to read out ionization and scintillation signals. Between the field cage and the…

Instrumentation and Detectors · Physics 2021-04-07 T. Stiegler , S. Sangiorgio , J. P. Brodsky , M. Heffner , S. Al Kharusi , G. Anton , I. J. Arnquist , I. Badhrees , P. S. Barbeau , D. Beck , V. Belov , T. Bhatta , A. Bolotnikov , P. A. Breur , E. Brown , T. Brunner , E. Caden , G. F. Cao , L. Cao , C. Chambers , B. Chana , S. A. Charlebois , M. Chiu , B. Cleveland , M. Coon , A. Craycraft , J. Dalmasson , T. Daniels , L. Darroch , A. De St. Croix , A. Der Mesrobian-Kabakian , K. Deslandes , R. DeVoe , M. L. Di Vacri , J. Dilling , Y. Y. Ding , M. J. Dolinski , A. Dragone , J. Echevers , F. Edaltafar , M. Elbeltagi , L. Fabris , D. Fairbank , W. Fairbank , J. Farine , S. Ferrara , S. Feyzbakhsh , G. Gallina , P. Gautam , G. Giacomini , D. Goeldi , R. Gornea , G. Gratta , E. V. Hansen , E. W. Hoppe , J. Hößl , A. House , M. Hughes , A. Iverson , A. Jamil , M. J. Jewell , X. S. Jiang , A. Karelin , L. J. Kaufman , T. Koffas , R. Krücken , A. Kuchenkov , K. S. Kumar , Y. Lan , A. Larson , K. G. Leach , B. G. Lenardo , D. S. Leonard , G. Li , S. Li , Z. Li , C. Licciardi , P. Lv , R. MacLellan , N. Massacret , T. McElroy , M. Medina-Peregrina , T. Michel , B. Mong , D. C. Moore , K. Murray , P. Nakarmi , C. R. Natzke , R. J. Newby , K. Ni , Z. Ning , O. Njoya , F. Nolet , O. Nusair , K. Odgers , A. Odian , M. Oriunno , J. L. Orrell , G. S. Ortega , I. Ostrovskiy , C. T. Overman , S. Parent , A. Piepke , A. Pocar , J. -F. Pratte , V. Radeka , E. Raguzin , S. Rescia , F. Retière , M. Richman , A. Robinson , T. Rossignol , P. C. Rowson , N. Roy , R. Saldanha , K. Skarpaas VIII , A. K. Soma , G. St-Hilaire , V. Stekhanov , X. L. Sun , M. Tarka , S. Thibado , A. Tidball , J. Todd , T. I. Totev , R. Tsang , T. Tsang , F. Vachon , V. Veeraraghavan , S. Viel , G. Visser , C. Vivo-Vilches , J. -L. Vuilleumier , M. Wagenpfeil , T. Wager , M. Walent , Q. Wang , W. Wei , L. J. Wen , U. Wichoski , M. Worcester , S. X. Wu , W. H. Wu , X. Wu , Q. Xia , H. Yang , L. Yang , O. Zeldovich , J. Zhao , Y. Zhou , T. Ziegler

An ultimate liquid xenon experiment would be limited in its dark matter science reach by irreducible neutrino backgrounds, which are an exciting signal in their own right. To achieve such sensitivity, other backgrounds that currently plague…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2024-02-27 Abigail Kopec

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

Dark matter searches using dual-phase xenon time-projection chambers (LXe-TPCs) rely on their ability to reject background electron recoils (ERs) while searching for signal-like nuclear recoils (NRs). ER response is typically calibrated…

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…

Gas time projection chambers (TPCs) with Micromegas pixelated readouts are being used in dark matter searches and other rare event searches, due to their potential in terms of low background levels, energy and spatial resolution, gain, and…

The next generation of large scale WIMP direct detection experiments have the potential to go beyond the discovery phase and reveal detailed information about both the particle physics and astrophysics of dark matter. We report here on…

Cosmology and Nongalactic Astrophysics · Physics 2014-02-05 Jayden L. Newstead , Thomas D. Jacques , Lawrence M. Krauss , James B. Dent , Francesc Ferrer

The multi-staged XENON program at INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso aims to detect dark matter with two-phase liquid xenon time projection chambers of increasing size and sensitivity. The XENONnT experiment is the latest detector in…

Instrumentation and Detectors · Physics 2025-08-14 XENON Collaboration , E. Aprile , J. Aalbers , K. Abe , S. Ahmed Maouloud , L. Althueser , B. Andrieu , E. Angelino , J. R. Angevaare , V. C. Antochi , D. Antón Martin , F. Arneodo , M. Balata , L. Baudis , A. L. Baxter , M. Bazyk , L. Bellagamba , R. Biondi , A. Bismark , E. J. Brookes , A. Brown , S. Bruenner , G. Bruno , R. Budnik , T. K. Bui , C. Cai , J. M. R. Cardoso , F. Cassese , A. Chiarini , D. Cichon , A. P. Cimental Chavez , A. P. Colijn , J. Conrad , R. Corrieri , J. J. Cuenca-García , J. P. Cussonneau , O. Dadoun , V. D'Andrea , M. P. Decowski , B. De Fazio , P. Di Gangi , S. Diglio , J. M. Disdier , D. Douillet , K. Eitel , A. Elykov , S. Farrell , A. D. Ferella , C. Ferrari , H. Fischer , M. Flierman , S. Form , D. Front , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , A. Gallo Rosso , M. Galloway , F. Gao , R. Gardner , N. Garroum , R. Glade-Beucke , L. Grandi , J. Grigat , H. Guan , M. Guerzoni , M. Guida , R. Hammann , A. Higuera , C. Hils , L. Hoetzsch , N. F. Hood , J. Howlett , C. Huhmann , M. Iacovacci , G. Iaquaniello , L. Iven , Y. Itow , J. Jakob , F. Joerg , A. Joy , M. Kara , P. Kavrigin , S. Kazama , M. Kobayashi , G. Koltman , A. Kopec , F. Kuger , H. Landsman , R. F. Lang , L. Levinson , I. Li , S. Li , S. Liang , S. Lindemann , M. Lindner , K. Liu , J. Loizeau , F. Lombardi , J. Long , J. A. M. Lopes , Y. Ma , C. Macolino , J. Mahlstedt , A. Mancuso , L. Manenti , F. Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , P. Martella , K. Martens , J. Masbou , D. Masson , E. Masson , S. Mastroianni , E. Mele , M. Messina , R. Michinelli , K. Miuchi , A. Molinario , S. Moriyama , K. Morå , Y. Mosbacher , M. Murra , J. Müller , K. Ni , S. Nisi , U. Oberlack , D. Orlandi , R. Othegraven , B. Paetsch , J. Palacio , S. Parlati , P. Paschos , Q. Pellegrini , R. Peres , C. Peters , J. Pienaar , M. Pierre , G. Plante , T. R. Pollmann , J. Qi , J. Qin , D. Ramírez García , M. Rynge , J. Shi , R. Singh , L. Sanchez , J. M. F. dos Santos , I. Sarnoff , G. Sartorelli , J. Schreiner , D. Schulte , P. Schulte , H. Schulze Eißing , M. Schumann , L. Scotto Lavina , M. Selvi , F. Semeria , P. Shagin , S. Shi , E. Shockley , M. Silva , H. Simgen , J. Stephen , M. Stern , B. K. Stillwell , A. Takeda , P. -L. Tan , D. Tatananni , A. Terliuk , D. Thers , F. Toschi , G. Trinchero , C. Tunnell , F. Tönnies , K. Valerius , G. Volta , C. Weinheimer , M. Weiss , D. Wenz , J. Westermann , C. Wittweg , T. Wolf , V. H. S. Wu , Y. Xing , D. Xu , Z. Xu , M. Yamashita , L. Yang , J. Ye , L. Yuan , G. Zavattini , M. Zhong , T. Zhu

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

Liquid Xenon (LXe) is an excellent material for experiments designed to detect dark matter in the form of Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). A low energy detection threshold is essential for a sensitive WIMP search. The…

Instrumentation and Detectors · Physics 2010-04-06 A. Manzur , A. Curioni , L. Kastens , D. N. McKinsey , K. Ni , T. Wongjirad

In this paper we describe an innovative type of Time Projection Chamber (TPC), which uses high-pressure xenon gas (HPXe) and electroluminescence amplification of the ionization charge as the basis of an apparatus capable of fully…

Instrumentation and Detectors · Physics 2019-08-13 J. J. Gómez-Cadenas , J. Martín-Albo , F. Monrabal

The XENONnT experiment searches for weakly-interacting massive particle (WIMP) dark matter scattering off a xenon nucleus. In particular, XENONnT uses a dual-phase time projection chamber with a 5.9-tonne liquid xenon target, detecting both…

Data Analysis, Statistics and Probability · Physics 2025-06-04 XENON Collaboration , E. Aprile , J. Aalbers , K. Abe , S. Ahmed Maouloud , L. Althueser , B. Andrieu , E. Angelino , D. Antón Martin , F. Arneodo , L. Baudis , M. Bazyk , L. Bellagamba , R. Biondi , A. Bismark , K. Boese , A. Brown , G. Bruno , R. Budnik , J. M. R. Cardoso , A. P. Cimental Chávez , A. P. Colijn , J. Conrad , J. J. Cuenca-García , V. D'Andrea , L. C. Daniel Garcia , M. P. Decowski , C. Di Donato , P. Di Gangi , S. Diglio , K. Eitel , A. Elykov , A. D. Ferella , C. Ferrari , H. Fischer , T. Flehmke , M. Flierman , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , M. Galloway , F. Gao , S. Ghosh , R. Giacomobono , R. Glade-Beucke , L. Grandi , J. Grigat , H. Guan , M. Guida , P. Gyoergy , R. Hammann , A. Higuera , C. Hils , L. Hoetzsch , N. F. Hood , M. Iacovacci , Y. Itow , J. Jakob , F. Joerg , Y. Kaminaga , M. Kara , P. Kavrigin , S. Kazama , M. Kobayashi , A. Kopec , F. Kuger , H. Landsman , R. F. Lang , L. Levinson , I. Li , S. Li , S. Liang , Y. -T. Lin , S. Lindemann , M. Lindner , K. Liu , J. Loizeau , F. Lombardi , J. Long , J. A. M. Lopes , T. Luce , Y. Ma , C. Macolino , J. Mahlstedt , A. Mancuso , L. Manenti , F. Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , K. Martens , J. Masbou , E. Masson , S. Mastroianni , A. Melchiorre , M. Messina , A. Michael , K. Miuchi , A. Molinario , S. Moriyama , K. Morå , Y. Mosbacher , M. Murra , J. Müller , K. Ni , U. Oberlack , B. Paetsch , Y. Pan , Q. Pellegrini , R. Peres , C. Peters , J. Pienaar , M. Pierre , G. Plante , T. R. Pollmann , L. Principe , J. Qi , J. Qin , D. Ramírez García , M. Rajado , R. Singh , L. Sanchez , J. M. F. dos Santos , I. Sarnoff , G. Sartorelli , J. Schreiner , D. Schulte , P. Schulte , H. Schulze Eißing , M. Schumann , L. Scotto Lavina , M. Selvi , F. Semeria , P. Shagin , S. Shi , J. Shi , M. Silva , H. Simgen , A. Takeda , P. -L. Tan , A. Terliuk , D. Thers , F. Toschi , G. Trinchero , C. D. Tunnell , F. Tönnies , K. Valerius , S. Vecchi , S. Vetter , F. I. Villazon Solar , G. Volta , C. Weinheimer , M. Weiss , D. Wenz , C. Wittweg , V. H. S. Wu , Y. Xing , D. Xu , Z. Xu , M. Yamashita , L. Yang , J. Ye , L. Yuan , G. Zavattini , M. Zhong

XENON10 is a new direct dark matter detection experiment using liquid xenon as target for weakly interacting, massive particles (WIMPs). A two-phase (liquid/gas) time projection chamber with 15 kg fiducial mass has been installed in a…

Astrophysics · Physics 2008-11-26 Laura Baudis

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

We propose a new concept for a very low background multi-ton liquid xenon Dark Matter experiment. The detector consists of two concentric spheres and a charge readout device in the centre. Xenon between the two spheres forms a self-shield…

Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) are a leading candidate for dark matter and are expected to produce nuclear recoil (NR) events within liquid xenon time-projection chambers. We present a measurement of the scintillation timing…

This paper presents a novel technique for mitigating electrode backgrounds that limit the sensitivity of searches for low-mass dark matter (DM) using xenon time projection chambers. In the LUX detector, signatures of low-mass DM…