English
Related papers

Related papers: Improving sensitivity to low-mass dark matter in L…

200 papers

An ongoing challenge in dark matter direct detection is to improve the sensitivity to light dark matter in the MeV--GeV mass range. One proposal is to dope a liquid noble-element direct detection experiment with a lighter element such as…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2024-05-10 Nicole F. Bell , Peter Cox , Matthew J. Dolan , Jayden L. Newstead , Alexander C. Ritter

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

We present the results from combining machine learning with the profile likelihood fit procedure, using data from the Large Underground Xenon (LUX) dark matter experiment. This approach demonstrates reduction in computation time by a factor…

Dark matter detectors built primarily to probe elastic scattering of WIMPs on nuclei are also precise probes of light, weakly coupled particles that may be absorbed by the detector material. In this paper, we derive constraints on the…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2015-07-23 Haipeng An , Maxim Pospelov , Josef Pradler , Adam Ritz

The Large Underground Xenon (LUX) dark matter search was a 250-kg active mass dual-phase time projection chamber that operated by detecting light and ionization signals from particles incident on a xenon target. In December 2015, LUX…

The LUX-ZEPLIN dark matter search aims to achieve a sensitivity to the WIMP-nucleon spin-independent cross-section down to (1--2)$\times10^{-12}$\,pb at a WIMP mass of 40 GeV/$c^2$. This paper describes the simulations framework that, along…

Instrumentation and Detectors · Physics 2020-06-25 ZEPLIN Collaboration , D. S. Akerib , C. W. Akerlof , A. Alqahtani , S. K. Alsum , T. J. Anderson , N. Angelides , H. M. Araújo , J. E. Armstrong , M. Arthurs , X. Bai , J. Balajthy , S. Balashov , J. Bang , D. Bauer , A. Baxter , J. Bensinger , E. P. Bernard , A. Bernstein , A. Bhatti , A. Biekert , T. P. Biesiadzinski , H. J. Birch , K. E. Boast , B. Boxer , P. Brás , J. H. Buckley , V. V. Bugaev , S. Burdin , J. K. Busenitz , R. Cabrita , C. Carels , D. L. Carlsmith , M. C. Carmona-Benitez , M. Cascella , C. Chan , N. I. Chott , A. Cole , A. Cottle , J. E. Cutter , C. E. Dahl , L. de Viveiros , J. E. Y. Dobson , E. Druszkiewicz , T. K. Edberg , S. R. Eriksen , A. Fan , S. Fayer , S. Fiorucci , H. Flaecher , E. D. Fraser , T. Fruth , R. J. Gaitskell , J. Genovesi , C. Ghag , E. Gibson , M. G. D. Gilchriese , S. Gokhale , M. G. D. van der Grinten , C. R. Hall , A. Harrison , S. J. Haselschwardt , S. A. Hertel , J. Y-K. Hor , M. Horn , D. Q. Huang , C. M. Ignarra , O. Jahangir , W. Ji , J. Johnson , A. C. Kaboth , A. C. Kamaha , K. Kamdin , K. Kazkaz , D. Khaitan , A. Khazov , I. Khurana , C. D. Kocher , L. Korley , E. V. Korolkova , J. Kras , H. Kraus , S. Kravitz , L. Kreczko , B. Krikler , V. A. Kudryavtsev , E. A. Leason , J. Lee , D. S. Leonard , K. T. Lesko , C. Levy , J. Li , 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 , S. Luitz , J. M. Lyle , P. A. Majewski , A. Manalaysay , L. Manenti , R. L. Mannino , N. Marangou , M. F. Marzioni , D. N. McKinsey , J. McLaughlin , Y. Meng , E. H. Miller , E. Mizrachi , 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 , F. Neves , J. A. Nikoleyczik , A. Nilima , I. Olcina , K. C. Oliver-Mallory , S. Pal , K. J. Palladino , J. Palmer , N. Parveen , E. K. Pease , B. Penning , G. Pereira , A. Piepke , K. Pushkin , J. Reichenbacher , C. A. Rhyne , A. Richards , Q. Riffard , G. R. C. Rischbieter , R. Rosero , P. Rossiter , G. Rutherford , D. Santone , A. B. M. R. Sazzad , R. W. Schnee , M. Schubnell , P. R. Scovell , D. Seymour , S. Shaw , T. A. Shutt , J. J. Silk , C. Silva , R. Smith , M. Solmaz , V. N. Solovov , P. Sorensen , I. Stancu , A. Stevens , K. Stifter , T. J. Sumner , N. Swanson , M. Szydagis , M. Tan , W. C. Taylor , R. Taylor , D. J. Temples , P. A. Terman , D. R. Tiedt , M. Timalsina , A. Tomás , M. Tripathi , D. R. Tronstad , W. Turner , L. Tvrznikova , U. Utku , A. Vacheret , A. Vaitkus , J. J. Wang , W. Wang , J. R. Watson , R. C. Webb , R. G. White , T. J. Whitis , F. L. H. Wolfs , D. Woodward , X. Xiang , J. Xu , M. Yeh , P. Zarzhitsky

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

We examine the signals produced by dark matter interactions with electrons, which play a crucial role in direct detection experiments employing heavy target materials, particularly in many well-motivated sub-GeV dark matter scenarios. When…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2025-03-19 Haider Alhazmi , Doojin Kim , Kyoungchul Kong , Gopolang Mohlabeng , Jong-Chul Park , Seodong Shin

LUX-ZEPLIN (LZ) collaboration has achieved the strongest constraint on weak-scale dark matter (DM)-nucleon spin-independent (SI) scattering cross section in a large region of parameter space. In this paper, we take a complementary approach…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2024-02-08 Tarak Nath Maity , Ranjan Laha

Dual-phase time projection chambers (TPCs) filled with the liquid noble gas xenon (LXe) are currently the most sensitive detectors searching for interactions of WIMP dark matter in a laboratory-based experiment. This is achieved by…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2014-08-08 Marc Schumann

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 sensitivity of astronomical X-ray detectors is limited by the instrumental background. The background is especially important when observing low surface brightness sources that are critical for many of the science cases targeted by…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2022-08-18 D. R. Wilkins , S. W. Allen , E. D. Miller , M. Bautz , T. Chattopadhyay , R. Foster , C. E. Grant , S. Hermann , R. Kraft , R. G. Morris , P. Nulsen , G. Schellenberger

The SuperCDMS experiment is designed to directly detect weakly interacting massive particles (WIMPs) that may constitute the dark matter in our Galaxy. During its operation at the Soudan Underground Laboratory, germanium detectors were run…

Cosmology and Nongalactic Astrophysics · Physics 2018-01-24 SuperCDMS Collaboration , R. Agnese , A. J. Anderson , T. Aralis , T. Aramaki , I. J. Arnquist , W. Baker , D. Balakishiyeva , D. Barker , R. Basu Thakur , D. A. Bauer , T. Binder , M. A. Bowles , P. L. Brink , R. Bunker , B. Cabrera , D. O. Caldwell , R. Calkins , C. Cartaro , D. G. Cerdeno , Y. Chang , H. Chagani , Y. Chen , J. Cooley , B. Cornell , P. Cushman , M. Daal , P. C. F. Di Stefano , T. Doughty , L. Esteban , E. Fascione , E. Figueroa-Feliciano , M. Fritts , G. Gerbier , M. Ghaith , G. L. Godfrey , S. R. Golwala , J. Hall , H. R. Harris , Z. Hong , E. W. Hoppe , L. Hsu , M. E. Huber , V. Iyer , D. Jardin , A. Jastram , C. Jena , M. H. Kelsey , A. Kennedy , A. Kubik , N. A. Kurinsky , A. Leder , B. Loer , E. Lopez Asamar , P. Lukens , D. MacDonell , R. Mahapatra , V. Mandic , N. Mast , E. H. Miller , N. Mirabolfathi , R. A. Moffatt , B. Mohanty , J. D. Morales Mendoza , J. Nelson , J. L. Orrell , S. M. Oser , K. Page , W. A. Page , R. Partridge , M. Pepin , M. Penalver Martinez , A. Phipps , S. Poudel , M. Pyle , H. Qiu , W. Rau , P. Redl , A. Reisetter , T. Reynolds , A. Roberts , A. E. Robinson , H. E. Rogers , T. Saab , B. Sadoulet , J. Sander , K. Schneck , R. W. Schnee , S. Scorza , K. Senapati , B. Serfass , D. Speller , M. Stein , J. Street , H. A. Tanaka , D. Toback , R. Underwood , A. N. Villano , B. von Krosigk , B. Welliver , J. S. Wilson , M. J Wilson , D. H. Wright , S. Yellin , J. J. Yen , B. A. Young , X. Zhang , X. Zhao

One trend in dark matter direct detection is the development of techniques which will lower experimental thresholds and achieve sensitivity to light mass dark matter particles. In doing so, it is necessary to have an understanding of the…

Instrumentation and Detectors · Physics 2016-11-18 D. Barker

Dark matter detection experiments using liquid argon rely on a precise characterization of the ionization response to nuclear recoils, especially in the keV energy range relevant for light dark matter interactions. In this work, we present…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2026-05-14 F. Acerbi , P. Adhikari , P. Agnes , I. Ahmad , S. Albergo , I. F. Albuquerque , T. Alexander , A. K. Alton , P. Amaudruz , M. Angiolilli , E. Aprile , M. Atzori Corona , D. J. Auty , M. Ave , I. C. Avetisov , O. Azzolini , H. O. Back , Z. Balmforth , A. I. Barrado Olmedo , P. Barrillon , G. Batignani , S. Bharat , P. Bhowmick , S. Blua , V. Bocci , W. Bonivento , B. Bottino , M. G. Boulay , T. Braun , A. Buchowicz , S. Bussino , J. Busto , M. Cadeddu , R. Calabrese , V. Camillo , A. Caminata , N. Canci , M. Caravati , M. Cárdenas-Montes , N. Cargioli , M. Carlini , P. Cavalcante , S. Cebrian , S. Chashin , A. Chepurnov , S. Choudhary , L. Cifarelli , B. Cleveland , Y. Coadou , I. Coarasa , V. Cocco , E. Conde Vilda , L. Consiglio , A. F. V. Cortez , B. S. Costa , M. Czubak , S. D'Auria , M. D. Da Rocha Rolo , A. Dainty , G. Darbo , S. Davini , R. de Asmundis , S. De Cecco , M. De Napoli , G. Dellacasa , A. V. Derbin , L. Di Noto , P. Di Stefano , L. K. Dias , D. Díaz Mairena , C. Dionisi , G. Dolganov , F. Dordei , V. Dronik , A. Elersich , T. Erjavec , N. Fearon , M. Fernández Díaz , L. Ferro , A. Ficorella , G. Fiorillo , D. Fleming , P. Franchini , D. Franco , H. Frandini Gatti , E. Frolov , F. Gabriele , D. Gahan , C. Galbiati , G. Galiński , G. Gallina , M. Garbini , P. Garcia Abia , A. Gawdzik , G. K. Giovanetti , V. Goicoechea Casanueva , A. Gola , L. Grandi , G. Grauso , G. Grilli di Cortona , A. Grobov , M. Gromov , J. Guerrero Cánovas , M. Gulino , B. R. Hackett , A. L. Hallin , M. Haranczyk , B. Harrop , T. Hessel , C. Hidalgo , J. Hollingham , J. Hu , F. Hubaut , D. Huff , T. Hugues , E. V. Hungerford , An. Ianni , V. Ippolito , A. Jamil , C. Jillings , R. Keloth , N. Kemmerich , M. Kimura , A. Klenin , K. Kondo , G. Korga , L. Kotsiopoulou , S. Koulosousas , A. Kubankin , P. Kunzé , M. Kuss , M. Kuźniak , M. Kuzwa , M. La Commara , M. Lai , E. Le Guirriec , E. Leason , A. Leoni , L. Lidey , J. Lipp , M. Lissia , L. Luzzi , O. Lychagina , O. Macfadyen , I. Machts , I. N. Machulin , S. Manecki , I. Manthos , L. Mapelli , A. Marasciulli , S. M. Mari , C. Mariani , J. Maricic , M. Martinez , C. J. Martoff , G. Matteucci , K. Mavrokoridis , A. B. McDonald , S. Merzi , A. Messina , R. Milincic , S. Minutoli , A. Mitra , J. Monroe , M. Morrocchi , A. Morsy , V. N. Muratova , M. Murra , P. Musico , R. Nania , M. Nessi , G. Nieradka , K. Nikolopoulos , E. Nikoloudaki , I. Nikulin , J. Nowak , K. Olchanski , A. Oleinik , V. Oleynikov , P. Organtini , A. Ortiz de Solórzano , A. Padmanabhan , M. Pallavicini , L. Pandola , E. Pantic , E. Paoloni , D. Papi , B. Park , G. Pastuszak , G. Paternoster , R. Pavarani , A. Peck , K. Pelczar , R. Perez , V. Pesudo , S. Piacentini , N. Pino , G. Plante , A. Pocar , S. Pordes , P. Pralavorio , E. Preosti , D. Price , M. Pronesti , S. Puglia , M. Queiroga Bazetto , F. Raffaelli , F. Ragusa , Y. Ramachers , A. Ramirez , S. Ravinthiran , M. Razeti , A. L. Renshaw , A. Repond , M. Rescigno , S. Resconi , F. Retiere , L. P. Rignanese , A. Ritchie-Yates , A. Rivetti , A. Roberts , C. Roberts , G. Rogers , L. Romero , M. Rossi , D. Rudik , J. Runge , M. A. Sabia , D. Sablone , P. Salomone , O. Samoylov , S. Sanfilippo , D. Santone , R. Santorelli , E. M. Santos , I. Sargeant , M. L. Sarsa , C. Savarese , E. Scapparone , F. G. Schuckman , D. A. Semenov , C. Seoane , M. Sestu , V. Shalamova , S. Sharma Poudel , A. Sheshukov , M. Simeone , P. Skensved , M. D. Skorokhvatov , O. Smirnov , T. Smirnova , B. Smith , F. Spadoni , M. Spangenberg , A. Steri , V. Stornelli , S. Stracka , A. Sung , C. Sunny , Y. Suvorov , A. M. Szelc , O. Taborda , R. Tartaglia , A. Taylor , J. Taylor , G. Testera , K. Thieme , A. Thompson , S. Torres-Lara , A. Tricomi , S. Tullio , E. V. Unzhakov , M. Van Uffelen , P. Ventura , G. Vera Díaz , S. Viel , A. Vishneva , R. B. Vogelaar , J. Vossebeld , B. Vyas , M. Wada , M. Walczak , Y. Wang , S. Westerdale , L. Williams , M. M. Wojcik , M. Wojcik , C. Yang , J. Yin , A. Zabihi , P. Zakhary , A. Zani , Y. Zhang , T. Zhu , A. Zichichi , G. Zuzel , M. P. Zykova

We examine the consistency of light dark matter (DM) elastic scattering in CoGeNT, DAMA, and CDMS-Silicon in light of constraints from XENON, CDMS, LUX, PICASSO and COUPP. We consider a variety of operators that have been employed to…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2014-01-29 Moira I Gresham , Kathryn M. Zurek

An observation of the anisotropy of dark matter interactions in a direction-sensitive detector would provide decisive evidence for the discovery of galactic dark matter. Directional information would also provide a crucial input to…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2015-11-20 Gopolang Mohlabeng , Kyoungchul Kong , Jin Li , Adam Para , Jonghee Yoo

The SuperCDMS experiment searches for weakly interacting massive particles (WIMPs) using cryogenic germanium detectors that measure ionization and phonon energy. Several direct searches for WIMPs have recently reported excesses of events…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2019-08-13 A. J. Anderson

Directional detection is a promising Dark Matter search strategy. Even though it could accommodate to a sizeable background contamination, electron/recoil discrimination remains a key and challenging issue as for direction-insensitive…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2015-06-05 J. Billard , F. Mayet , D. Santos

Fixed-target experiments using primary electron beams can be powerful discovery tools for light dark matter in the sub-GeV mass range. The Light Dark Matter eXperiment (LDMX) is designed to measure missing momentum in high-rate electron…