Related papers: A Next-Generation Liquid Xenon Observatory for Dar…

DARWIN: towards the ultimate dark matter detector

DARk matter WImp search with liquid xenoN (DARWIN) will be an experiment for the direct detection of dark matter using a multi-ton liquid xenon time projection chamber at its core. Its primary goal will be to explore the experimentally…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2016-12-02 J. Aalbers , F. Agostini , M. Alfonsi , F. D. Amaro , C. Amsler , E. Aprile , L. Arazi , F. Arneodo , P. Barrow , L. Baudis , M. L. Benabderrahmane , T. Berger , B. Beskers , A. Breskin , P. A. Breur , A. Brown , E. Brown , S. Bruenner , G. Bruno , R. Budnik , L. Buetikofer , J. Calven , J. M. R. Cardoso , D. Cichon , D. Coderre , A. P. Colijn , J. Conrad , J. P. Cussonneau , M. P. Decowski , S. Diglio , G. Drexlin , E. Duchovni , E. Erdal , G. Eurin , A. Ferella , A. Fieguth , W. Fulgione , A. Gallo Rosso , P. Di Gangi , A. Di Giovanni , M. Galloway , M. Garbini , C. Geis , F. Glueck , L. Grandi , Z. Greene , C. Grignon , C. Hasterok , V. Hannen , E. Hogenbirk , J. Howlett , D. Hilk , C. Hils , A. James , B. Kaminsky , S. Kazama , B. Kilminster , A. Kish , L. M. Krauss , H. Landsman , R. F. Lang , Q. Lin , F. L. Linde , S. Lindemann , M. Lindner , J. A. M. Lopes , T. Marrodan Undagoitia , J. Masbou , F. V. Massoli , D. Mayani , M. Messina , K. Micheneau , A. Molinario , K. D. Mora , E. Morteau , M. Murra , J. Naganoma , J. L. Newstead , K. Ni , U. Oberlack , P. Pakarha , B. Pelssers , P. de Perio , R. Persiani , F. Piastra , M. C. Piro , G. Plante , L. Rauch , S. Reichard , A. Rizzo , N. Rupp , J. M. F. Dos Santos , G. Sartorelli , M. Scheibelhut , S. Schindler , M. Schumann , J. Schreiner , L. Scotto Lavina , M. Selvi , P. Shagin , M. C. Silva , H. Simgen , P. Sissol , M. von Sivers , D. Thers , J. Thurn , A. Tiseni , R. Trotta , C. D. Tunnell , K. Valerius , M. A. Vargas , H. Wang , Y. Wei , C. Weinheimer , T. Wester , J. Wulf , Y. Zhang , T. Zhu , K. Zuber

Design Challenges for a Future Liquid Xenon Observatory

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

Dual-phase xenon time projection chambers for rare-event searches

In the past decade, dual-phase xenon time projection chambers (Xe-TPCs) have emerged as some of the most powerful detectors in the fields of astroparticle physics and rare-event searches. Developed primarily towards the direct detection of…

Instrumentation and Detectors · Physics 2024-02-05 Laura Baudis

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

Dual-Phase Liquid Xenon Detectors for Dark Matter Searches

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 XLZD Design Book: Towards the Next-Generation Liquid Xenon Observatory for Dark Matter and Neutrino Physics

This report describes the experimental strategy and technologies for XLZD, the next-generation xenon observatory sensitive to dark matter and neutrino physics. In the baseline design, the detector will have an active liquid xenon target of…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2025-10-29 XLZD Collaboration , J. Aalbers , K. Abe , M. Adrover , S. Ahmed Maouloud , D. S. Akerib , A. K. Al Musalhi , F. Alder , L. Althueser , D. W. P. Amaral , C. S. Amarasinghe , A. Ames , B. Andrieu , N. Angelides , E. Angelino , B. Antunovic , E. Aprile , H. M. Araújo , J. E. Armstrong , M. Arthurs , M. Babicz , A. Baker , M. Balzer , J. Bang , E. Barberio , J. W. Bargemann , E. Barillier , A. Basharina-Freshville , L. Baudis , D. Bauer , M. Bazyk , K. Beattie , N. Beaupere , N. F. Bell , L. Bellagamba , T. Benson , A. Bhatti , T. P. Biesiadzinski , R. Biondi , Y. Biondi , H. J. Birch , E. Bishop , A. Bismark , C. Boehm , K. Boese , A. Bolotnikov , P. Brás , R. Braun , A. Breskin , C. A. J. Brew , S. Brommer , A. Brown , G. Bruni , R. Budnik , S. Burdin , C. Cai , C. Capelli , G. Carini , M. C. Carmona-Benitez , M. Carter , A. Chauvin , A. Chawla , H. Chen , J. J. Cherwinka , Y. T. Chin , N. I. Chott , A. P. Cimental Chavez , K. Clark , A. P. Colijn , D. J. Colling , J. Conrad , M. V. Converse , L. J. Cooper , R. Coronel , D. Costanzo , A. Cottle , G. Cox , J. J. Cuenca-García , D. Curran , D. Cussans , V. D'Andrea , L. C. Daniel Garcia , I. Darlington , S. Dave , A. David , G. J. Davies , M. P. Decowski , A. Deisting , J. Delgaudio , S. Dey , C. Di Donato , L. Di Felice , P. Di Gangi , S. Diglio , C. Ding , J. E. Y. Dobson , M. Doerenkamp , G. Drexlin , E. Druszkiewicz , C. L. Dunbar , K. Eitel , A. Elykov , R. Engel , S. R. Eriksen , S. Fayer , N. M. Fearon , A. D. Ferella , C. Ferrari , N. Fieldhouse , H. Fischer , H. Flaecher , T. Flehmke , M. Flierman , E. D. Fraser , T. M. A. Fruth , K. Fujikawa , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , R. J. Gaitskell , N. Gallice , M. Galloway , F. Gao , N. Garroum , A. Geffre , J. Genovesi , C. Ghag , S. Ghosh , R. Giacomobono , R. Gibbons , F. Girard , R. Glade-Beucke , F. Glück , S. Gokhale , L. Grandi , J. Green , J. Grigat , M. G. D. van der Grinten , R. Größle , H. Guan , M. Guida , P. Gyorgy , J. J. Haiston , C. R. Hall , T. Hall , R. Hammann , V. Hannen , S. Hansmann-Menzemer , N. Hargittai , E. Hartigan-O'Connor , S. J. Haselschwardt , M. Hernandez , S. A. Hertel , A. Higuera , C. Hils , K. Hiraoka , L. Hoetzsch , M. Hoferichter , G. J. Homenides , N. F. Hood , M. Horn , D. Q. Huang , S. Hughes , D. Hunt , M. Iacovacci , Y. Itow , E. Jacquet , J. Jakob , R. S. James , F. Joerg , S. Jones , A. C. Kaboth , F. Kahlert , A. C. Kamaha , Y. Kaminaga , M. Kara , P. Kavrigin , S. Kazama , M. Keller , P. Kemp-Russell , D. Khaitan , P. Kharbanda , B. Kilminster , J. Kim , R. Kirk , M. Kleifges , M. Klute , M. Kobayashi , D. Kodroff , D. Koke , A. Kopec , E. V. Korolkova , H. Kraus , S. Kravitz , L. Kreczko , B. von Krosigk , V. A. Kudryavtsev , F. Kuger , N. Kurita , H. Landsman , R. F. Lang , C. Lawes , J. Lee , B. Lehnert , D. S. Leonard , K. T. Lesko , L. Levinson , A. Li , I. Li , S. Li , S. Liang , Z. Liang , J. Lin , Y. -T. Lin , S. Lindemann , S. Linden , M. Lindner , A. Lindote , W. H. Lippincott , K. Liu , J. Loizeau , F. Lombardi , J. A. M. Lopes , M. I. Lopes , W. Lorenzon , M. Loutit , C. Lu , G. M. Lucchetti , T. Luce , S. Luitz , Y. Ma , C. Macolino , J. Mahlstedt , B. Maier , P. A. Majewski , A. Manalaysay , A. Mancuso , L. Manenti , R. L. Mannino , F. Marignetti , T. Marley , T. Marrodán Undagoitia , K. Martens , J. Masbou , E. Masson , S. Mastroianni , C. Maupin , V. Mazza , C. McCabe , M. E. McCarthy , D. N. McKinsey , J. B. McLaughlin , A. Melchiorre , J. Menéndez , M. Messina , E. H. Miller , B. Milosovic , S. Milutinovic , K. Miuchi , R. Miyata , E. Mizrachi , A. Molinario , C. M. B. Monteiro , M. E. Monzani , K. Morå , S. Moriyama , E. Morrison , E. Morteau , Y. Mosbacher , B. J. Mount , J. Müller , M. Murdy , A. St. J. Murphy , M. Murra , A. Naylor , H. N. Nelson , F. Neves , J. L. Newstead , A. Nguyen , K. Ni , J. O'Dell , C. O'Hare , U. Oberlack , M. Obradovic , I. Olcina , K. C. Oliver-Mallory , G. D. Orebi Gann , J. Orpwood , S. Ouahada , K. Oyulmaz , B. Paetsch , K. J. Palladino , J. Palmer , Y. Pan , M. Pandurovic , N. J. Pannifer , S. Paramesvaran , S. J. Patton , Q. Pellegrini , B. Penning , G. Pereira , R. Peres , E. Perry , T. Pershing , F. Piastra , J. Pienaar , A. Piepke , M. Pierre , G. Plante , T. R. Pollmann , F. Pompa , L. Principe , J. Qi , K. Qiao , Y. Qie , J. Qin , S. Radeka , V. Radeka , M. Rajado , D. Ramírez García , A. Ravindran , A. Razeto , J. Reichenbacher , C. A. Rhyne , A. Richards , G. R. C. Rischbieter , H. S. Riyat , R. Rosero , A. Roy , T. Rushton , D. Rynders , R. Saakyan , L. Sanchez , P. Sanchez-Lucas , D. Santone , J. M. F. dos Santos , G. Sartorelli , A. B. M. R. Sazzad , A. Scaffidi , R. W. Schnee , J. Schreiner , P. Schulte , H. Schulze Eißing , M. Schumann , A. Schwenck , A. Schwenk , L. Scotto Lavina , M. Selvi , F. Semeria , P. Shagin , S. Sharma , S. Shaw , W. Shen , L. Sherman , S. Shi , S. Y. Shi , T. Shimada , T. Shutt , J. J. Silk , C. Silva , H. Simgen , G. Sinev , R. Singh , J. Siniscalco , M. Solmaz , V. N. Solovov , Z. Song , P. Sorensen , J. Soria , O. Stanley , M. Steidl , T. Stenhouse , A. Stevens , K. Stifter , T. J. Sumner , A. Takeda , P. -L. Tan , D. J. Taylor , W. C. Taylor , D. Thers , T. Thümmler , D. R. Tiedt , F. Tönnies , Z. Tong , F. Toschi , D. R. Tovey , J. Tranter , M. Trask , G. Trinchero , M. Tripathi , D. R. Tronstad , R. Trotta , C. D. Tunnell , P. Urquijo , A. Usón , M. Utoyama , A. C. Vaitkus , O. Valentino , K. Valerius , S. Vecchi , V. Velan , S. Vetter , L. de Viveiros , G. Volta , D. Vorkapic , A. Wang , J. J. Wang , Y. Wang , D. Waters , K. M. Weerman , C. Weinheimer , M. Weiss , D. Wenz , T. J. Whitis , K. Wild , M. Williams , M. Wilson , S. T. Wilson , C. Wittweg , J. Wolf , F. L. H. Wolfs , S. Woodford , D. Woodward , M. Worcester , C. J. Wright , V. H. S. Wu , S. Wüstling , M. Wurm , Q. Xia , Y. Xing , D. Xu , J. Xu , Y. Xu , Z. Xu , M. Yamashita , L. Yang , J. Ye , M. Yeh , B. Yu , G. Zavattini , W. Zha , M. Zhong , K. Zuber

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

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

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

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

Supernova neutrino physics with xenon dark matter detectors: A timely perspective

Dark matter detectors that utilize liquid xenon have now achieved tonne-scale targets, giving them sensitivity to all flavours of supernova neutrinos via coherent elastic neutrino-nucleus scattering. Considering for the first time a…

High Energy Astrophysical Phenomena · Physics 2016-12-21 Rafael F. Lang , Christopher McCabe , Shayne Reichard , Marco Selvi , Irene Tamborra

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

Proposal of a Geiger-type Single-Phase Liquid Xenon Time Projection Chamber as Potential Detector Technique for Dark Matter Direct Search

Dual phase time projection chamber using liquid xenon as target material is one of most successful detectors for dark matter direct search, and has improved the sensitivities of searching for weakly interacting massive particles by almost…

Instrumentation and Detectors · Physics 2021-09-01 Qing Lin

Inelastic dark matter nucleus scattering

Direct detection experiments aim at the detection of dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs) by searching for signals from elastic dark matter nucleus scattering. Additionally, inelastic scattering in which…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2020-01-08 G. Arcadi , C. Döring , C. Hasterok , S. Vogl

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

Xenon Bubble Chambers for Direct Dark Matter Detection

The search for dark matter is one of today's most exciting fields. As bigger detectors are being built to increase their sensitivity, background reduction is an ever more challenging issue. To this end, a new type of dark matter detector is…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2016-03-11 C. Levy , S. Fallon , J. Genovesi , D. Khaitan , K. Klimov , J. Mock , M. Szydagis

Large Low Background kTon-Scale Liquid Argon Time Projection Chambers

We find that it is possible to increase sensitivity to low energy physics in a third or fourth DUNE-like module with careful controls over radiopurity and targeted modifications to a detector similar to the DUNE Far Detector design. In…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2023-05-11 T. Bezerra , A. Borkum , E. Church , C. Cuesta , Z. Djurcic , J. Genovesi , J. Haiston , C. M. Jackson , I. Lazanu , B. Monreal , S. Munson , C. Ortiz , M. Parvu , S. J. M. Peeters , D. Pershey , S. S. Poudel , J. Reichenbacher , R. Saldanha , K. Scholberg , G. Sinev , S. Westerdale , J. Zennamo

Neutrino detectors for future experiments

We review detector technologies which are currently considered for ultimate nucleon decay searches, new generation astrophysical neutrinos studies, and for future long-baseline neutrino experiments at new high-intensity neutrino beam…

High Energy Physics - Phenomenology · Physics 2009-11-10 A. Rubbia

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

The XENONnT Dark Matter Experiment

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