English
Related papers

Related papers: A WIMP Detector with Two-Phase Liquid Xenon

200 papers

The need for precise characterization of dual-phase xenon detectors has grown as the technology has matured into a state of high efficacy for rare event searches. The Michigan Xenon detector was constructed to study the microphysics of…

Instrumentation and Detectors · Physics 2016-08-25 S. Stephenson , J. Haefner , Q. Lin , K. Ni , K. Pushkin , R. Raymond , M. Schubnell , N. Shutty , G. Tarlé , C. Weaverdyck , W. Lorenzon

LUX-ZEPLIN (LZ) is a dark matter detector expected to obtain world-leading sensitivity to weakly interacting massive particles (WIMPs) interacting via nuclear recoils with a ~7-tonne xenon target mass. This manuscript presents sensitivity…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2022-02-18 The LZ Collaboration , D. S. Akerib , A. K. Al Musalhi , S. K. Alsum , C. S. Amarasinghe , A. Ames , T. J. Anderson , N. Angelides , H. M. Araújo , J. E. Armstrong , M. Arthurs , X. Bai , J. Balajthy , S. Balashov , J. Bang , J. W. Bargemann , D. Bauer , A. Baxter , P. Beltrame , E. P. Bernard , A. Bernstein , A. Bhatti , A. Biekert , T. P. Biesiadzinski , H. J. Birch , G. M. Blockinger , E. Bodnia , B. Boxer , C. A. J. Brew , P. Brás , S. Burdin , J. K. Busenitz , M. Buuck , R. Cabrita , M. C. Carmona-Benitez , M. Cascella , C. Chan , N. I. Chott , A. Cole , M. V. Converse , A. Cottle , G. Cox , O. Creaner , J. E. Cutter , C. E. Dahl , L. de Viveiros , J. E. Y. Dobson , E. Druszkiewicz , S. R. Eriksen , A. Fan , S. Fayer , N. M. Fearon , S. Fiorucci , H. Flaecher , E. D. Fraser , T. Fruth , R. J. Gaitskell , J. Genovesi , C. Ghag , E. Gibson , S. Gokhale , M. G. D. van der Grinten , C. B. Gwilliam , C. R. Hall , C. A. Hardy , S. J. Haselschwardt , S. A. Hertel , M. Horn , D. Q. Huang , C. M. Ignarra , O. Jahangir , R. S. James , W. Ji , J. Johnson , A. C. Kaboth , A. C. Kamaha , K. Kamdin , K. Kazkaz , D. Khaitan , A. Khazov , I. Khurana , D. Kodroff , L. Korley , E. V. Korolkova , 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 , A. Lindote , R. Linehan , W. H. Lippincott , X. Liu , M. I. Lopes , E. Lopez Asamar , B. López Paredes , W. Lorenzon , S. Luitz , P. A. Majewski , A. Manalaysay , L. Manenti , R. L. Mannino , N. Marangou , M. E. McCarthy , D. N. McKinsey , J. McLaughlin , E. H. Miller , E. Mizrachi , A. Monte , M. E. Monzani , J. A. Morad , J. D. Morales Mendoza , E. Morrison , B. J. Mount , A. St. J. Murphy , D. Naim , A. Naylor , C. Nedlik , H. N. Nelson , F. Neves , J. A. Nikoleyczik , A. Nilima , A. Nguyen , I. Olcina , K. C. Oliver-Mallory , S. Pal , K. J. Palladino , J. Palmer , S. Patton , N. Parveen , E. K. Pease , B. Penning , G. Pereira , A. Piepke , Y. Qie , J. Reichenbacher , C. A. Rhyne , A. Richards , Q. Riffard , G. R. C. Rischbieter , R. Rosero , P. Rossiter , D. Santone , A. B. M. R. Sazzad , R. W. Schnee , P. R. Scovell , S. Shaw , T. A. Shutt , J. J. Silk , C. Silva , R. Smith , M. Solmaz , V. N. Solovov , P. Sorensen , J. Soria , I. Stancu , A. Stevens , K. Stifter , B. Suerfu , T. J. Sumner , N. Swanson , M. Szydagis , W. C. Taylor , R. Taylor , D. J. Temples , P. A. Terman , D. R. Tiedt , M. Timalsina , W. H. To , D. R. Tovey , M. Tripathi , D. R. Tronstad , W. Turner , U. Utku , A. Vaitkus , B. Wang , J. J. Wang , W. Wang , J. R. Watson , R. C. Webb , R. G. White , T. J. Whitis , M. Williams , F. L. H. Wolfs , D. Woodward , C. J. Wright , X. Xiang , J. Xu , M. Yeh , P. Zarzhitsky

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

LUX is a dual-phase xenon TPC designed for the direct detection of dark matter. Using 370 kg of xenon, LUX is capable of setting a WIMP-nucleon cross section limit at 2 x 10^-46 cm^2 after 300 days of running. LUX will surpass all existing…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2019-08-13 Michael Woods

We assume the supersymmetric model for dark matter in the universe and our galaxy, and direct methods to distinguish these kinds of dark matter are described. We then focus on the current and future experiment search for SUSY-WIMPS.…

Astrophysics · Physics 2007-05-23 David B. Cline

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

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

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

We study the prospects for detecting Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs), in a number of phenomenological scenarios, with a detector composed of a target simultaneously sensitive to both spin-dependent and spin-independent…

Astrophysics · Physics 2008-11-26 G. Bertone , D. G. Cerdeno , J. I. Collar , B. Odom

A search for dark matter using an underground single-phase liquid xenon detector was conducted at the Kamioka Observatory in Japan, particularly for Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). We have used 705.9 live days of data in a…

We study a three stage dark matter and neutrino observatory based on multi-ton two-phase liquid Xe and Ar detectors with sufficiently low backgrounds to be sensitive to WIMP dark matter interaction cross sections down to 10E-47 cm^2, and to…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2015-03-19 K. Arisaka , P. Beltrame , C. W. Lam , P. F. Smith , C. Ghag , D. B. Cline , K. Lung , Y. Meng , E. Pantic , P. R. Scovell , A. Teymourian , H. Wang

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

Taking liquid xenon detectors as a case study, the importance of a robust recoil energy calibration as a prerequisite to a search for light-mass Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) is emphasized. Important shortfalls in the…

Instrumentation and Methods for Astrophysics · Physics 2010-10-27 J. I. Collar

Germanium detectors with sub-keV sensitivities open a window to search for low-mass WIMP dark matter. The CDEX-TEXONO Collaboration is conducting the first research program at the new China Jinping Underground Laboratory with this approach.…

Instrumentation and Detectors · Physics 2019-08-14 Qian Yue , Henry T. Wong

A study of the current status of WIMP dark matter searches has been made in the context of scientific and technical planning for a Deep Underground Science and Engineering Laboratory (DUSEL) in the U.S. The table of contents follows: 1.…

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

ZEPLIN-III is a two-phase xenon direct dark matter experiment located at the Boulby Mine (UK). After its first science run in 2008 it was upgraded with: an array of low background photomultipliers, a new anti-coincidence detector system…

In this study, the sensitivity of future lepton colliders to WIMP dark matter is evaluated assuming WIMP pair production accompanied by a photon from initial state radiation, through which the process can be identified. A full detector…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2020-05-06 Moritz Habermehl , Mikael Berggren , Jenny List

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

Direct detection of WIMP dark matter candidates has to face many difficult challenges. In particular, it requires an extremely high level of background rejection. The only way out seems to be particle identification which, for experiments…

High Energy Physics - Experiment · Physics 2007-05-23 Luis Gonzalez-Mestres