Related papers: DARWIN: towards the ultimate dark matter detector

DARWIN: dark matter WIMP search with noble liquids

DARWIN (dark matter wimp search with noble liquids) is a design study for a next-generation, multi-ton dark matter detector in Europe. Liquid argon and/or liquid xenon are the target media for the direct detection of dark matter candidates…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2019-08-14 Laura Baudis

DARWIN/XLZD: a future xenon observatory for dark matter and other rare interactions

The DARWIN/XLZD experiment is a next-generation dark matter detector with a multi-ten-ton liquid xenon time projection chamber at its core. Its principal goal will be to explore the experimentally accessible parameter space for Weakly…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2024-05-01 Laura Baudis

DARWIN: dark matter WIMP search with noble liquids

DARWIN (DARk matter WImp search with Noble liquids) is an R&D and design study towards the realization of a multi-ton scale dark matter search facility in Europe, based on the liquid argon and liquid xenon time projection chamber…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2010-12-22 Laura Baudis

DARWIN

DARWIN is a design-study for a next-to-next generation experiment to directly detect WIMP dark matter in a detector based on a liquid xenon/liquid argon two-phase time projection chamber. This article describes the project, its goals and…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2011-11-29 Marc Schumann

Dark matter sensitivity of multi-ton liquid xenon detectors

We study the sensitivity of multi ton-scale time projection chambers using a liquid xenon target, e.g., the proposed DARWIN instrument, to spin-independent and spin-dependent WIMP-nucleon scattering interactions. Taking into account…

Instrumentation and Detectors · Physics 2015-10-14 Marc Schumann , Laura Baudis , Lukas Bütikofer , Alexander Kish , Marco Selvi

The XENON Dark Matter Experiment

The XENON experiment aims at the direct detection of dark matter in the form of WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) via their elastic scattering off Xenon nuclei. With a fiducial mass of 1000 kg of liquid xenon, a sufficiently low…

Astrophysics · Physics 2007-05-23 XENON Collaboration , Elena Aprile

The Scientific Reach of Multi-Ton Scale Dark Matter Direct Detection Experiments

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

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

WIMP Dark Matter Direct-Detection Searches in Noble Gases

Cosmological observations and the dynamics of the Milky Way provide ample evidence for an invisible and dominant mass component. This so-called dark matter could be made of new, colour and charge neutral particles, which were…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2014-08-20 Laura Baudis

Neutrino Backgrounds in Future Liquid Noble Element Dark Matter Direct Detection Experiments

Experiments that use liquid noble gasses as target materials, such as argon and xenon, play a significant role in direct detection searches for WIMP(-like) dark matter. As these experiments grow in size, they will soon encounter a new…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2023-05-05 Andrea Gaspert , Pietro Giampa , David E. Morrissey

A Next-Generation Liquid Xenon Observatory for Dark Matter and Neutrino Physics

The nature of dark matter and properties of neutrinos are among the most pressing issues in contemporary particle physics. The dual-phase xenon time-projection chamber is the leading technology to cover the available parameter space for…

Instrumentation and Detectors · Physics 2023-02-10 J. Aalbers , K. Abe , V. Aerne , F. Agostini , S. Ahmed Maouloud , D. S. Akerib , D. Yu. Akimov , J. Akshat , A. K. Al Musalhi , F. Alder , S. K. Alsum , L. Althueser , C. S. Amarasinghe , F. D. Amaro , A. Ames , T. J. Anderson , B. Andrieu , N. Angelides , E. Angelino , J. Angevaare , V. C. Antochi , D. Antón Martin , B. Antunovic , E. Aprile , H. M. Araújo , J. E. Armstrong , F. Arneodo , M. Arthurs , P. Asadi , S. Baek , X. Bai , D. Bajpai , A. Baker , J. Balajthy , S. Balashov , M. Balzer , A. Bandyopadhyay , J. Bang , E. Barberio , J. W. Bargemann , L. Baudis , D. Bauer , D. Baur , A. Baxter , A. L. Baxter , M. Bazyk , K. Beattie , J. Behrens , N. F. Bell , L. Bellagamba , P. Beltrame , M. Benabderrahmane , E. P. Bernard , G. F. Bertone , P. Bhattacharjee , A. Bhatti , A. Biekert , T. P. Biesiadzinski , A. R. Binau , R. Biondi , Y. Biondi , H. J. Birch , F. Bishara , A. Bismark , C. Blanco , G. M. Blockinger , E. Bodnia , C. Boehm , A. I. Bolozdynya , P. D. Bolton , S. Bottaro , C. Bourgeois , B. Boxer , P. Brás , A. Breskin , P. A. Breur , C. A. J. Brew , J. Brod , E. Brookes , A. Brown , E. Brown , S. Bruenner , G. Bruno , R. Budnik , T. K. Bui , S. Burdin , S. Buse , J. K. Busenitz , D. Buttazzo , M. Buuck , A. Buzulutskov , R. Cabrita , C. Cai , D. Cai , C. Capelli , J. M. R. Cardoso , M. C. Carmona-Benitez , M. Cascella , R. Catena , S. Chakraborty , C. Chan , S. Chang , A. Chauvin , A. Chawla , H. Chen , V. Chepel , N. I. Chott , D. Cichon , A. Cimental Chavez , B. Cimmino , M. Clark , R. T. Co , A. P. Colijn , J. Conrad , M. V. Converse , M. Costa , A. Cottle , G. Cox , O. Creaner , J. J. Cuenca Garcia , J. P. Cussonneau , J. E. Cutter , C. E. Dahl , V. D'Andrea , A. David , M. P. Decowski , J. B. Dent , F. F. Deppisch , L. de Viveiros , P. Di Gangi , A. Di Giovanni , S. Di Pede , J. Dierle , S. Diglio , J. E. Y. Dobson , M. Doerenkamp , D. Douillet , G. Drexlin , E. Druszkiewicz , D. Dunsky , K. Eitel , A. Elykov , T. Emken , R. Engel , S. R. Eriksen , M. Fairbairn , A. Fan , J. J. Fan , S. J. Farrell , S. Fayer , N. M. Fearon , A. Ferella , C. Ferrari , A. Fieguth , A. Fieguth , S. Fiorucci , H. Fischer , H. Flaecher , M. Flierman , T. Florek , R. Foot , P. J. Fox , R. Franceschini , E. D. Fraser , C. S. Frenk , S. Frohlich , T. Fruth , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , R. J. Gaitskell , M. Galloway , F. Gao , I. Garcia Garcia , J. Genovesi , C. Ghag , S. Ghosh , E. Gibson , W. Gil , D. Giovagnoli , F. Girard , R. Glade-Beucke , F. Glück , S. Gokhale , A. de Gouvêa , L. Gráf , L. Grandi , J. Grigat , B. Grinstein , M. G. D. van der Grinten , R. Grössle , H. Guan , M. Guida , R. Gumbsheimer , C. B. Gwilliam , C. R. Hall , L. J. Hall , R. Hammann , K. Han , V. Hannen , S. Hansmann-Menzemer , R. Harata , S. P. Hardin , E. Hardy , C. A. Hardy , K. Harigaya , R. Harnik , S. J. Haselschwardt , M. Hernandez , S. A. Hertel , A. Higuera , C. Hils , S. Hochrein , L. Hoetzsch , M. Hoferichter , N. Hood , D. Hooper , M. Horn , J. Howlett , D. Q. Huang , Y. Huang , D. Hunt , M. Iacovacci , G. Iaquaniello , R. Ide , C. M. Ignarra , G. Iloglu , Y. Itow , E. Jacquet , O. Jahangir , J. Jakob , R. S. James , A. Jansen , W. Ji , X. Ji , F. Joerg , J. Johnson , A. Joy , A. C. Kaboth , A. C. Kamaha , K. Kanezaki , K. Kar , M. Kara , N. Kato , P. Kavrigin , S. Kazama , A. W. Keaveney , J. Kellerer , D. Khaitan , A. Khazov , G. Khundzakishvili , I. Khurana , B. Kilminster , M. Kleifges , P. Ko , M. Kobayashi , M. Kobayashi , D. Kodroff , G. Koltmann , A. Kopec , A. Kopmann , J. Kopp , L. Korley , V. N. Kornoukhov , E. V. Korolkova , H. Kraus , L. M. Krauss , S. Kravitz , L. Kreczko , V. A. Kudryavtsev , F. Kuger , J. Kumar , B. López Paredes , L. LaCascio , Q. Laine , H. Landsman , R. F. Lang , E. A. Leason , J. Lee , D. S. Leonard , K. T. Lesko , L. Levinson , C. Levy , I. Li , S. C. Li , T. Li , S. Liang , C. S. Liebenthal , J. Lin , Q. Lin , S. Lindemann , M. Lindner , A. Lindote , R. Linehan , W. H. Lippincott , X. Liu , K. Liu , J. Liu , J. Loizeau , F. Lombardi , J. Long , M. I. Lopes , E. Lopez Asamar , W. Lorenzon , C. Lu , S. Luitz , Y. Ma , P. A. N. Machado , C. Macolino , T. Maeda , J. Mahlstedt , P. A. Majewski , A. Manalaysay , A. Mancuso , L. Manenti , A. Manfredini , R. L. Mannino , N. Marangou , J. March-Russell , F. Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , K. Martens , R. Martin , I. Martinez-Soler , J. Masbou , D. Masson , E. Masson , S. Mastroianni , M. Mastronardi , J. A. Matias-Lopes , M. E. McCarthy , N. McFadden , E. McGinness , D. N. McKinsey , J. McLaughlin , K. McMichael , P. Meinhardt , J. Menéndez , Y. Meng , M. Messina , R. Midha , D. Milisavljevic , E. H. Miller , B. Milosevic , S. Milutinovic , S. A. Mitra , K. Miuchi , E. Mizrachi , K. Mizukoshi , A. Molinario , A. Monte , C. M. B. Monteiro , M. E. Monzani , J. S. Moore , K. Morå , J. A. Morad , J. D. Morales Mendoza , S. Moriyama , E. Morrison , E. Morteau , Y. Mosbacher , B. J. Mount , J. Mueller , A. St. J. Murphy , M. Murra , D. Naim , S. Nakamura , E. Nash , N. Navaieelavasani , A. Naylor , C. Nedlik , H. N. Nelson , F. Neves , J. L. Newstead , K. Ni , J. A. Nikoleyczik , V. Niro , U. G. Oberlack , M. Obradovic , K. Odgers , C. A. J. O'Hare , P. Oikonomou , I. Olcina , K. Oliver-Mallory , A. Oranday , J. Orpwood , I. Ostrovskiy , K. Ozaki , B. Paetsch , S. Pal , J. Palacio , K. J. Palladino , J. Palmer , P. Panci , M. Pandurovic , A. Parlati , N. Parveen , S. J. Patton , V. Pěč , Q. Pellegrini , B. Penning , G. Pereira , R. Peres , Y. Perez-Gonzalez , E. Perry , T. Pershing , R. Petrossian-Byrne , J. Pienaar , A. Piepke , G. Pieramico , M. Pierre , M. Piotter , V. Pizella , G. Plante , T. Pollmann , D. Porzio , J. Qi , Y. Qie , J. Qin , N. Raj , M. Rajado Silva , K. Ramanathan , D. Ramírez García , J. Ravanis , L. Redard-Jacot , D. Redigolo , S. Reichard , J. Reichenbacher , C. A. Rhyne , A. Richards , Q. Riffard , G. R. C. Rischbieter , A. Rocchetti , S. L. Rosenfeld , R. Rosero , N. Rupp , T. Rushton , S. Saha , L. Sanchez , P. Sanchez-Lucas , D. Santone , J. M. F. dos Santos , I. Sarnoff , G. Sartorelli , A. B. M. R. Sazzad , M. Scheibelhut , R. W. Schnee , M. Schrank , J. Schreiner , P. Schulte , D. Schulte , H. Schulze Eissing , M. Schumann , T. Schwemberger , A. Schwenk , T. Schwetz , L. Scotto Lavina , P. R. Scovell , H. Sekiya , M. Selvi , E. Semenov , F. Semeria , P. Shagin , S. Shaw , S. Shi , E. Shockley , T. A. Shutt , R. Si-Ahmed , J. J. Silk , C. Silva , M. C. Silva , H. Simgen , F. Šimkovic , G. Sinev , R. Singh , W. Skulski , J. Smirnov , R. Smith , M. Solmaz , V. N. Solovov , P. Sorensen , J. Soria , T. J. Sparmann , I. Stancu , M. Steidl , A. Stevens , K. Stifter , L. E. Strigari , D. Subotic , B. Suerfu , A. M. Suliga , T. J. Sumner , P. Szabo , M. Szydagis , A. Takeda , Y. Takeuchi , P. -L. Tan , C. Taricco , W. C. Taylor , D. J. Temples , A. Terliuk , P. A. Terman , D. Thers , K. Thieme , Th. Thümmler , D. R. Tiedt , M. Timalsina , W. H. To , F. Toennies , Z. Tong , F. Toschi , D. R. Tovey , J. Tranter , M. Trask , G. C. Trinchero , M. Tripathi , D. R. Tronstad , R. Trotta , Y. D. Tsai , C. D. Tunnell , W. G. Turner , R. Ueno , P. Urquijo , U. Utku , A. Vaitkus , K. Valerius , E. Vassilev , S. Vecchi , V. Velan , S. Vetter , A. C. Vincent , L. Vittorio , G. Volta , B. von Krosigk , M. von Piechowski , D. Vorkapic , C. E. M. Wagner , A. M. Wang , B. Wang , Y. Wang , W. Wang , J. J. Wang , L. -T. Wang , M. Wang , Y. Wang , J. R. Watson , Y. Wei , C. Weinheimer , E. Weisman , M. Weiss , D. Wenz , S. M. West , T. J. Whitis , M. Williams , M. J. Wilson , D. Winkler , C. Wittweg , J. Wolf , T. Wolf , F. L. H. Wolfs , S. Woodford , D. Woodward , C. J. Wright , V. H. S. Wu , P. Wu , S. Wüstling , M. Wurm , Q. Xia , X. Xiang , Y. Xing , J. Xu , Z. Xu , D. Xu , M. Yamashita , R. Yamazaki , H. Yan , L. Yang , Y. Yang , J. Ye , M. Yeh , I. Young , H. B. Yu , T. T. Yu , L. Yuan , G. Zavattini , S. Zerbo , Y. Zhang , M. Zhong , N. Zhou , X. Zhou , T. Zhu , Y. Zhu , Y. Zhuang , J. P. Zopounidis , K. Zuber , J. Zupan

The XENON Dark Matter Search Experiment

The XENON experiment aims at the direct detection of dark matter in the form of WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) via their elastic scattering off Xe nuclei. A fiducial mass of 1000 kg, distributed in ten independent liquid xenon…

Astrophysics · Physics 2009-11-10 E. Aprile , K. L. Giboni , P. Majewski , K. Ni , M. Yamashita , R. Gaitskell , P. Sorensen , L. DeViveiros , L. Baudis , A. Bernstein , C. Hagmann , C. Winant , T. Shutt , J. Kwong , U. Oberlack , D. McKinsey , R. Hasty

Direct Dark Matter Search with XENON100

The XENON100 experiment is the second phase of the XENON program for the direct detection of the dark matter in the universe. The XENON100 detector is a two-phase Time Projection Chamber filled with 161 kg of ultra pure liquid xenon. The…

Cosmology and Nongalactic Astrophysics · Physics 2019-08-13 S. E. A. Orrigo

Direct detection prospects of dark vectors with xenon-based dark matter experiments

Dark matter experiments primarily search for the scattering of WIMPs on target nuclei of well shielded underground detectors. The results from liquid scintillator experiments furthermore provide precise probes of very light and very weakly…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2015-10-19 Haipeng An , Kaixuan Ni , Maxim Pospelov , Josef Pradler , Adam Ritz

Dark Matter Detection Capabilities of a Large Multipurpose Liquid Argon Time Projection Chamber

Liquid Argon Time Projection Chambers are planned to comprise a central role in the future of the U.S. High Energy Physics neutrino program. In particular, this detector technology will form the basis for the 40 kton Deep Underground…

Instrumentation and Detectors · Physics 2020-09-22 Eric Church , Christopher Jackson , Richard Saldanha

The XENON1T Dark Matter Search Experiment

The worldwide race towards direct dark matter detection in the form of Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) has been dramatically accelerated by the remarkable progress and evolution of liquid xenon time projection chambers…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2012-06-28 Elena Aprile , XENON1T collaboration

Direct Dark Matter Searches with CDMS and XENON

The Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) and XENON experiments aim to directly detect dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs) via their elastic scattering on the target nuclei. The experiments use different…

Astrophysics · Physics 2008-11-26 Kaixuan Ni , Laura Baudis

The XENON100 Dark Matter Experiment

The XENON100 dark matter experiment uses liquid xenon (LXe) in a time projection chamber (TPC) to search for Xe nuclear recoils resulting from the scattering of dark matter Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). In this paper we…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2012-02-09 XENON100 Collaboration , E. Aprile , K. Arisaka , F. Arneodo , A. Askin , L. Baudis , A. Behrens , E. Brown , J. M. R. Cardoso , B. Choi , D. Cline , S. Fattori , A. D. Ferella , K. L. Giboni , A. Kish , C. W. Lam , R. F. Lang , K. E. Lim , J. A. M. Lopes , T. Marrodan Undagoitia , Y. Mei , A. J. Melgarejo Fernandez , K. Ni , U. Oberlack , S. E. A. Orrigo , E. Pantic , G. Plante , A. C. C. Ribeiro , R. Santorelli , J. M. F. dos Santos , M. Schumann , P. Shagin , A. Teymourian , E. Tziaferi , H. Wang , M. Yamashita

Direct Dark Matter search with the XENON program

We present the most recent results from XENON100, the current phase of the XENON dark matter search program. XENON100 is a dual phase time-projection chamber operated at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) whose ultra-low…

Cosmology and Nongalactic Astrophysics · Physics 2013-05-14 Paolo Beltrame

WIMP Dark Matter Search using a 3.1 Tonne-Year Exposure of the XENONnT Experiment

We report on a search for weakly interacting massive particle (WIMP) dark matter (DM) via elastic DM-xenon-nucleus interactions in the XENONnT experiment. We combine datasets from the first and second science campaigns resulting in a total…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2025-12-18 E. Aprile , J. Aalbers , K. Abe , S. Ahmed Maouloud , L. Althueser , B. Andrieu , E. Angelino , D. Antón Martin , S. R. Armbruster , F. Arneodo , L. Baudis , M. Bazyk , L. Bellagamba , R. Biondi , A. Bismark , K. Boese , A. Brown , G. Bruno , R. Budnik , C. Cai , C. Capelli , 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 , A. Deisting , C. Di Donato , P. Di Gangi , S. Diglio , K. Eitel , S. el Morabit , A. Elykov , A. D. Ferella , C. Ferrari , H. Fischer , T. Flehmke , M. Flierman , D. Fuchs , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , F. Gao , S. Ghosh , R. Giacomobono , F. Girard , R. Glade-Beucke , L. Grandi , J. Grigat , H. Guan , M. Guida , P. Gyorgy , 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 , P. Kharbanda , M. Kobayashi , D. Koke , K. Kooshkjalali , A. Kopec , H. Landsman , R. F. Lang , L. Levinson , I. Li , S. Li , S. Liang , Z. Liang , Y. -T. Lin , S. Lindemann , M. Lindner , K. Liu , M. Liu , J. Loizeau , F. Lombardi , J. Long , J. A. M. Lopes , G. M. Lucchetti , T. Luce , Y. Ma , C. Macolino , J. Mahlstedt , A. Mancuso , L. Manenti , F. Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , K. Martens , J. Masbou , S. Mastroianni , A. Melchiorre , J. Merz , 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 , A. Ravindran , A. Razeto , R. Singh , L. Sanchez , J. M. F. dos Santos , I. Sarnoff , G. Sartorelli , J. Schreiner , 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. Stevens , C. Szyszka , A. Takeda , Y. Takeuchi , P. -L. Tan , D. Thers , 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 , J. Yang , L. Yang , J. Ye , L. Yuan , G. Zavattini , Y. Zhao , M. Zhong