ANAIS-112 三年曝光数据的年度调制结果
天体物理仪器与方法
2021-06-01 v2 高能物理 - 实验
摘要
ANAIS（Annual modulation with NaI Scintillators，碘化钠闪烁体年度调制）是一项暗物质直接探测实验，由 112.5 kg 的 NaI(Tl) 探测器组成，自 2017 年 8 月起在西班牙的 Canfranc 地下实验室（LSC）运行。ANAIS 的目标是以模型无关的方式确认或反驳 DAMA/LIBRA 的正结果：低能探测率中的年度调制具有标准星系晕中暗物质粒子所诱导信号应具备的所有特征。这一被观测约 20 年的调制与其他极高灵敏度实验的负结果存在强烈张力，但模型无关的比较仍然缺乏。通过使用相同的靶材料 NaI(Tl)，此类比较更为直接且几乎不依赖于暗物质粒子和晕模型。在此，我们给出对应于 ANAIS 三年数据（有效曝光为 313.95 kg×y）的年度调制分析，采用了对 1.5 年分析所开发的、并随后应用于 2 年分析的盲流程的更新版本。该分析还改进了感兴趣区计数率拟合中的本底建模。我们在 [1-6] keV（[2-6] keV）能区的最佳拟合得到调制幅度为 -0.0034±0.0042 cpd/kg/keV（0.0003±0.0037 cpd/kg/keV），支持我们的数据中不存在调制，并且与 DAMA/LIBRA 结果在 3.3（2.6）σ 上不相容，而灵敏度为 2.5（2.7）σ。此外，我们包含了两项互补分析：无相位年度调制搜索以及对其他频率上可能存在的周期信号的探索。最后，我们对结果进行了若干一致性检验，并更新了 ANAIS-112 在计划 5 年运行中的预期灵敏度。
引用
@article{arxiv.2103.01175,
title = {Annual modulation results from three-year exposure of ANAIS-112},
author = {J. Amare and S. Cebrian and D. Cintas and I. Coarasa and E. Garcia and M. Martinez and M. A. Olivan and Y. Ortigoza and A. Ortiz de Solorzano and J. Puimedon and A. Salinas and M. L. Sarsa and P. Villar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01175},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 20 figures