Results From the First Use of Low Radioactivity Argon in a Dark Matter Search - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Physical Review D Année : 2016

Results From the First Use of Low Radioactivity Argon in a Dark Matter Search

P. Agnes (1) , L. Agostino (2) , I.F.M. Albuquerque , T. Alexander , A.K. Alton , K. Arisaka , H.O. Back , B. Baldin , K. Biery , G. Bonfini , M. Bossa , B. Bottino , A. Brigatti , J. Brodsky , F. Budano , S. Bussino , M. Cadeddu , L. Cadonati , M. Cadoni , F. Calaprice , N. Canci , A. Candela , H. Cao , M. Cariello , M. Carlini , S. Catalanotti , P. Cavalcante , A. Chepurnov , A.G. Cocco , G. Covone , L. Crippa , D. d'Angelo , M. d'Incecco , S. Davini , S. de Cecco (2) , M. de Deo , M. de Vincenzi , A. Derbin , A. Devoto , F. Di Eusanio , G. Di Pietro , E. Edkins , A. Empl , A. Fan , G. Fiorillo , K. Fomenko , G. Forster , D. Franco (1) , F. Gabriele , C. Galbiati , C. Giganti (2) , A.M. Goretti , F. Granato , L. Grandi , M. Gromov , M. Guan , Y. Guardincerri , B.R. Hackett , K. Herner , E.V. Hungerford , Al. Ianni , An. Ianni , I. James , C. Jollet (3) , K. Keeter , C.L. Kendziora , V. Kobychev , G. Koh , D. Korablev , G. Korga , A. Kubankin , X. Li , M. Lissia , P. Lombardi , S. Luitz , Y. Ma , I.N. Machulin , A. Mandarano , S.M. Mari , J. Maricic , L. Marini , C.J. Martoff , A. Meregaglia (3) , P.D. Meyers , T. Miletic , R. Milincic , D. Montanari , A. Monte , M. Montuschi , M. Monzani , P. Mosteiro , B.J. Mount , V.N. Muratova , P. Musico , J. Napolitano , A. Nelson , S. Odrowski , M. Orsini , F. Ortica , L. Pagani , M. Pallavicini , E. Pantic , S. Parmeggiano , K. Pelczar , N. Pelliccia , S. Perasso (1) , A. Pocar , S. Pordes , D.A. Pugachev , H. Qian , K. Randle , G. Ranucci , A. Razeto , B. Reinhold , A.L. Renshaw , A. Romani , B. Rossi , N. Rossi , D. Rountree , D. Sablone , P. Saggese , R. Saldanha , W. Sands , S. Sangiorgio , C. Savarese , E. Segreto , D.A. Semenov , E. Shields , P.N. Singh , M.D. Skorokhvatov , O. Smirnov , A. Sotnikov , C. Stanford , Y. Suvorov , R. Tartaglia , J. Tatarowicz , G. Testera , A. Tonazzo (1) , P. Trinchese , E.V. Unzhakov , A. Vishneva , B. Vogelaar , M. Wada , S. Walker , H. Wang , Y. Wang , A.W. Watson , S. Westerdale , J. Wilhelmi , M.M. Wojcik , X. Xiang , J. Xu , C. Yang , J. Yoo , S. Zavatarelli , A. Zec , W. Zhong , C. Zhu , G. Zuzel
P. Agnes
I.F.M. Albuquerque
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T. Alexander
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A.K. Alton
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K. Arisaka
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H.O. Back
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B. Baldin
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K. Biery
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G. Bonfini
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M. Bossa
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B. Bottino
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A. Brigatti
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J. Brodsky
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F. Budano
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S. Bussino
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M. Cadeddu
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L. Cadonati
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M. Cadoni
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F. Calaprice
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N. Canci
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A. Candela
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H. Cao
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M. Cariello
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M. Carlini
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S. Catalanotti
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P. Cavalcante
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A. Chepurnov
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A.G. Cocco
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G. Covone
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L. Crippa
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M. d'Incecco
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S. Davini
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M. de Deo
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A. Derbin
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F. Di Eusanio
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E. Edkins
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A. Fan
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G. Fiorillo
K. Fomenko
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C. Galbiati
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A.M. Goretti
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B.R. Hackett
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K. Herner
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E.V. Hungerford
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Al. Ianni
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An. Ianni
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I.N. Machulin
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J. Maricic
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L. Marini
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D. Montanari
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A. Monte
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B.J. Mount
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J. Napolitano
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J. Yoo
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A. Zec
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W. Zhong
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C. Zhu
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G. Zuzel
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Résumé

Liquid argon is a bright scintillator with potent particle identification properties, making it an attractive target for direct-detection dark matter searches. The DarkSide-50 dark matter search here reports the first WIMP search results obtained using a target of low-radioactivity argon. DarkSide-50 is a dark matter detector, using a two-phase liquid argon time projection chamber, located at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso. The underground argon is shown to contain Ar39 at a level reduced by a factor (1.4±0.2)×103 relative to atmospheric argon. We report a background-free null result from (2616±43)  kg d of data, accumulated over 70.9 live days. When combined with our previous search using an atmospheric argon, the 90% C.L. upper limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross section, based on zero events found in the WIMP search regions, is 2.0×10-44  cm2 (8.6×10-44  cm2, 8.0×10-43  cm2) for a WIMP mass of 100  GeV/c2 (1  TeV/c2, 10  TeV/c2).

Dates et versions

hal-01554158 , version 1 (03-07-2017)

Identifiants

Citer

P. Agnes, L. Agostino, I.F.M. Albuquerque, T. Alexander, A.K. Alton, et al.. Results From the First Use of Low Radioactivity Argon in a Dark Matter Search. Physical Review D, 2016, 93 (8), pp.081101. ⟨10.1103/PhysRevD.93.081101⟩. ⟨hal-01554158⟩
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