Related papers: Calibration, event reconstruction, data analysis a…

The ZEPLIN-III dark matter detector: instrument design, manufacture and commissioning

We present details of the technical design and manufacture of the ZEPLIN-III dark matter experiment. ZEPLIN-III is a two-phase xenon detector which measures both the scintillation light and the ionisation charge generated in the liquid by…

Astrophysics · Physics 2009-11-11 D. Yu. Akimov , G. J. Alner , H. M. Araujo , A. Bewick , C. Bungau , A. A. Burenkov , M. J. Carson , V. Chepel , D. Cline , D. Davidge , J. C. Davies , E. Daw , J. Dawson , T. Durkin , B. Edwards , T. Gamble , C. Chag , R. J. Hollingworth , A. S. Howard , W. G. Jones , M. Joshi , J. Kirkpatrick , A. Kovalenko , V. A. Kudryavtsev , I. S. Kuznetsov , T. Lawson , V. N. Lebedenko , J. D. Lewin , P. Lightfoot , A. Lindote , I. Liubarsky , M. I. Lopes , R. Luscher , J. E. McMillan , B. Morgan , D. Muna , A. S. Murphy , F. Neves , G. G. Nicklin , S. M. Paling , D. Muna , J. Pinto da Cunha , S. J. S. Plank , R. Preece , J. J. Quenby , M. Robinson , C. Silva , V. N. Solovov , N. J. T. Smith , P. F. Smith , N. J. C. Spooner , V. Stekhanov , T. J. Sumner , C. Thorne , D. R. Tovey , E. Tziaferi , R. J. Walker , H. Wang , J. White , F. Wolfs

Investigating the collinear splitting effects of boosted dark matter at neutrino detectors

We study the probing prospects of cosmic ray boosted dark matter (DM) in the framework of simplified electron-philic dark photon model. Focusing on the dark matter and dark photon masses around keV $\sim $ MeV scale, we consider the bounds…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2023-02-13 Jinmian Li , Junle Pei , Cong Zhang

Status and Sensitivity Projections for the XENON100 Dark Matter Experiment

The XENON experimental program aims to detect cold dark matter particles via their elastic collisions with xenon nuclei in two-phase time projection chambers (TPCs). We are currently testing a new TPC at the 100 kg scale, XENON100. This…

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

Observational constraints on dark matter scattering with electrons

We present new observational constraints on the elastic scattering of dark matter with electrons for dark matter masses between 10 keV and 1 TeV. We consider scenarios in which the momentum-transfer cross section has a power-law dependence…

Cosmology and Nongalactic Astrophysics · Physics 2021-12-01 David Nguyen , Dimple Sarnaaik , Kimberly K. Boddy , Ethan O. Nadler , Vera Gluscevic

Detector Challenges of the strong-field QED experiment LUXE at the European XFEL

The LUXE experiment aims at studying high-field QED in electron-laser and photon-laser interactions, with the 16.5 GeV electron beam of the European XFEL and a laser beam with power of up to 350 TW. The experiment will measure the spectra…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2022-09-30 Arka Santra

First Dark Matter Search with Nuclear Recoils from the XENONnT Experiment

We report on the first search for nuclear recoils from dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs) with the XENONnT experiment which is based on a two-phase time projection chamber with a sensitive liquid xenon…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2023-08-08 XENON Collaboration , E. Aprile , K. Abe , F. Agostini , S. Ahmed Maouloud , L. Althueser , B. Andrieu , E. Angelino , J. R. Angevaare , V. C. Antochi , D. Antón Martin , F. Arneodo , 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 , D. Cichon , A. P. Cimental Chavez , A. P. Colijn , J. Conrad , J. J. Cuenca-García , J. P. Cussonneau , V. D'Andrea , M. P. Decowski , P. Di Gangi , S. Di Pede , S. Diglio , K. Eitel , A. Elykov , S. Farrell , A. D. Ferella , C. Ferrari , H. Fischer , M. Flierman , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , A. Gallo Rosso , M. Galloway , F. Gao , R. Glade-Beucke , L. Grandi , J. Grigat , H. Guan , M. Guida , R. Hammann , A. Higuera , C. Hils , L. Hoetzsch , N. F. Hood , J. Howlett , M. Iacovacci , Y. Itow , J. Jakob , F. Joerg , A. Joy , N. Kato , 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 , K. Martens , J. Masbou , D. Masson , E. Masson , S. Mastroianni , M. Messina , K. Miuchi , K. Mizukoshi , A. Molinario , S. Moriyama , K. Morå , Y. Mosbacher , M. Murra , J. Müller , K. Ni , U. Oberlack , B. Paetsch , J. Palacio , R. Peres , C. Peters , J. Pienaar , M. Pierre , V. Pizzella , G. Plante , J. Qi , J. Qin , D. Ramírez García , 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 , A. Takeda , P. -L. Tan , A. Terliuk , D. Thers , F. Toschi , G. Trinchero , C. Tunnell , F. Tönnies , K. Valerius , G. Volta , C. Weinheimer , M. Weiss , D. Wenz , 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

XENONnT Analysis: Signal Reconstruction, Calibration and Event Selection

The XENONnT experiment, located at the INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Italy, features a 5.9 tonne liquid xenon time projection chamber surrounded by an instrumented neutron veto, all of which is housed within a muon veto water…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2024-09-16 XENON Collaboration , E. Aprile , J. Aalbers , K. Abe , S. Ahmed Maouloud , L. Althueser , B. Andrieu , E. Angelino , J. R. Angevaare , 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 , A. Deisting , 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 , D. Koke , 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 , 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 , 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

Constraints on Dark Matter with a moderately large and velocity-dependent DM-nucleon cross-section

We derive constraints on a possible velocity-dependent DM-nucleon scattering cross section, for Dark Matter in the 10 MeV -- 100 GeV mass range, using the XQC, DAMIC, and CRESST 2017 Surface Run experiments. We report the limits on cross…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2018-10-05 M. Shafi Mahdawi , Glennys R. Farrar

Supernova electron-neutrino interactions with xenon in the nEXO detector

Electron-neutrino charged-current interactions with xenon nuclei were modeled in the nEXO neutrinoless double-$\beta$ decay detector (~5 metric ton, 90% ${}^{136}$Xe, 10% ${}^{134}$Xe) to evaluate its sensitivity to supernova neutrinos.…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2024-12-02 nEXO Collaboration , S. Hedges , S. Al Kharusi , E. Angelico , J. P. Brodsky , G. Richardson , S. Wilde , A. Amy , A. Anker , I. J. Arnquist , P. Arsenault , A. Atencio , I. Badhrees , J. Bane , V. Belov , E. P. Bernard , T. Bhatta , A. Bolotnikov , J. Breslin , P. A. Breur , E. Brown , T. Brunner , E. Caden , G. F. Cao , L. Q. Cao , D. Cesmecioglu , E. Chambers , B. Chana , S. A. Charlebois , D. Chernyak , M. Chiu , R. Collister , M. Cvitan , J. Dalmasson , T. Daniels , L. Darroch , R. DeVoe , M. L. di Vacri , Y. Y. Ding , M. J. Dolinski , B. Eckert , M. Elbeltagi , R. Elmansali , L. Fabris , W. Fairbank , J. Farine , N. Fatemighomi , B. Foust , Y. S. Fu , D. Gallacher , N. Gallice , W. Gillis , D. Goeldi , A. Gorham , R. Gornea , G. Gratta , Y. D. Guan , C. A. Hardy , M. Heffner , E. Hein , J. D. Holt , E. W. Hoppe , A. House , W. Hunt , A. Iverson , P. Kachru , A. Karelin , D. Keblbeck , A. Kuchenkov , K. S. Kumar , A. Larson , M. B. Latif , K. G. Leach , B. G. Lenardo , D. S. Leonard , H. Lewis , G. Li , Z. Li , C. Licciardi , R. Lindsay , R. MacLellan , S. Majidi , C. Malbrunot , P. Martel-Dion , J. Masbou , K. McMichael , M. Medina-Peregrina , B. Mong , D. C. Moore , J. Nattress , C. R. Natzke , X. E. Ngwadla , K. Ni , A. Nolan , S. C. Nowicki , J. C. Nzobadila Ondze , J. L. Orrell , G. S. Ortega , C. T. Overman , L. Pagani , H. Peltz Smalley , A. Peña-Perez , A. Perna , A. Piepke , T. Pinto Franco , A. Pocar , J. -F. Pratte , H. Rasiwala , D. Ray , K. Raymond , S. Rescia , V. Riot , R. Ross , R. Saldanha , S. Sangiorgio , S. Schwartz , S. Sekula , J. Soderstrom , A. K. Soma , F. Spadoni , X. L. Sun , S. Thibado , A. Tidball , T. Totev , S. Triambak , R. H. M. Tsang , O. A. Tyuka , E. van Bruggen , M. Vidal , S. Viel , M. Walent , Q. D. Wang , W. Wang , Y. G. Wang , M. Watts , M. Wehrfritz , W. Wei , L. J. Wen , U. Wichoski , X. M. Wu , H. Xu , H. B. Yang , L. Yang , M. Yu , M. Yvaine , O. Zeldovich , J. Zhao

$^{83\textrm{m}}$Kr calibration of the 2013 LUX dark matter search

LUX was the first dark matter experiment to use a $^{83\textrm{m}}$Kr calibration source. In this paper we describe the source preparation and injection. We also present several $^{83\textrm{m}}$Kr calibration applications in the context of…

Instrumentation and Detectors · Physics 2018-01-03 LUX Collaboration , D. S. Akerib , S. Alsum , H. M. Araújo , X. Bai , A. J. Bailey , J. Balajthy , P. Beltrame , E. P. Bernard , A. Bernstein , T. P. Biesiadzinski , E. M. Boulton , P. Brás , D. Byram , S. B. Cahn , M. C. Carmona-Benitez , C. Chan , A. Currie , J. E. Cutter , T. J. R. Davison , A. Dobi , E. Druszkiewicz , B. N. Edwards , S. R. Fallon , A. Fan , S. Fiorucci , R. J. Gaitskell , J. Genovesi , C. Ghag , M. G. D. Gilchriese , 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 , W. Ji , K. Kamdin , K. Kazkaz , D. Khaitan , R. Knoche , N. A. Larsen , B. G. Lenardo , K. T. Lesko , A. Lindote , M. I. Lopes , A. Manalaysay , R. L. Mannino , M. F. Marzioni , D. N. McKinsey , D. M. Mei , J. Mock , M. Moongweluwan , J. A. Morad , A. St. J. Murphy , C. Nehrkorn , H. N. Nelson , F. Neves , K. O'Sullivan , K. C. Oliver-Mallory , K. J. Palladino , E. K. Pease , C. Rhyne , S. Shaw , T. A. Shutt , C. Silva , M. Solmaz , V. N. Solovov , P. Sorensen , T. J. Sumner , M. Szydagis , D. J. Taylor , W. C. Taylor , B. P. Tennyson , P. A. Terman , D. R. Tiedt , W. H. To , M. Tripathi , L. Tvrznikova , S. Uvarov , V. Velan , J. R. Verbus , R. C. Webb , J. T. White , T. J. Whitis , M. S. Witherell , F. L. H. Wolfs , J. Xu , K. Yazdani , S. K. Young , C. Zhang

The LUX Dark Matter Search -- Status Update

We report on the design, construction and commissioning of the Large Underground Xenon (LUX) dark matter detector at the Sanford Laboratory in Lead, SD, USA. From its inception in 2007, to its construction at a surface laboratory in lead in…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2019-08-13 S. Fiorucci

Physics from solar neutrinos in dark matter direct detection experiments

The next generation of dark matter direct detection experiments will be sensitive to both coherent neutrino-nucleus and neutrino-electron scattering. This will enable them to explore aspects of solar physics, perform the lowest energy…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2016-07-13 David G. Cerdeno , Malcolm Fairbairn , Thomas Jubb , Pedro A. N. Machado , Aaron C. Vincent , Celine Boehm

New signals in dark matter detectors

We investigate the scattering of solar neutrinos on electrons and nuclei in dark matter direct detection experiments. The rates of these processes are small in the Standard Model, but can be enhanced by several orders of magnitude if the…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2012-10-10 Joachim Kopp

Electron- and neutrino-nucleus scattering in the impulse approximation regime

A quantitative understanding of the weak nuclear response is a prerequisite for the analyses of neutrino experiments such as K2K and MiniBOONE, which measure energy and angle of the muons produced in neutrino-nucleus interactions in the…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2009-11-11 Omar Benhar , Nicola Farina , Hiroki Nakamura , Makoto Sakuda , Ryoichi Seki

Measuring the Migdal effect in semiconductors for dark matter detection

The Migdal effect has received much attention from the dark matter direct detection community, in particular due to its power in setting limits on sub-GeV particle dark matter. Currently, there is no experimental confirmation of the Migdal…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2023-03-24 Duncan Adams , Daniel Baxter , Hannah Day , Rouven Essig , Yonatan Kahn

First Search for Light Dark Matter in the Neutrino Fog with XENONnT

We search for dark matter (DM) with a mass [3,12] $\mathrm{GeV} / c^2$ using an exposure of 3.51 $\mathrm{t} \times \mathrm{y}$ with the XENONnT experiment.We consider spin-independent DM-nucleon interactions mediated by a heavy or light…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2025-06-09 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 , 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 , 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. 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 , M. Kobayashi , D. Koke , A. Kopec , H. Landsman , R. F. Lang , L. Levinson , I. Li , S. Li , S. Liang , Y. -T. Lin , S. Lindemann , M. Lindner , K. Liu , M. 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 , 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 , 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 , C. Szyszka , A. Takeda , P. -L. Tan , 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

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

Constraining Ultralight Dark Matter through an Accelerated Resonant Search

Experiments aimed at detecting ultralight dark matter typically rely on resonant effects, which are sensitive to the dark matter mass that matches the resonance frequency. In this study, we investigate the nucleon couplings of ultralight…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2024-07-12 Zitong Xu , Xiaolin Ma , Kai Wei , Yuxuan He , Xing Heng , Xiaofei Huang , Tengyu Ai , Jian Liao , Wei Ji , Jia Liu , Xiao-Ping Wang , Dmitry Budker

Scintillation Response of Liquid Xenon to Low Energy Nuclear Recoils

Liquid Xenon (LXe) is expected to be an excellent target and detector medium to search for dark matter in the form of Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). Knowledge of LXe ionization and scintillation response to low energy nuclear…

Astrophysics · Physics 2009-11-10 E. Aprile , K. L. Giboni , P. Majewski , K. Ni , M. Yamashita , R. Hasty , A. Manzur , D. N. McKinsey

New Measurement of the Relative Scintillation Efficiency of Xenon Nuclear Recoils Below 10 keV

Liquid xenon is an important detection medium in direct dark matter experiments, which search for low-energy nuclear recoils produced by the elastic scattering of WIMPs with quarks. The two existing measurements of the relative…

Astrophysics · Physics 2010-05-19 E. Aprile , L. Baudis , B. Choi , K. L. Giboni , K. E. Lim , A. Manalaysay , M. E. Monzani , G. Plante , R. Santorelli , M. Yamashita