First results on the scalar WIMP-pion coupling, using the XENON1T experiment - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2019

First results on the scalar WIMP-pion coupling, using the XENON1T experiment

E. Aprile , J. Aalbers , F. Agostini , M. Alfonsi , L. Althueser , F.D. Amaro , M. Anthony , V.C. Antochi , F. Arneodo , L. Baudis , B. Bauermeister , M.L. Benabderrahmane , T. Berger , P.A. Breur , A. Brown , A. Brown , E. Brown , S. Bruenner , G. Bruno , R. Budnik , C. Capelli , J.M.R. Cardoso , D. Cichon , D. Coderre , A.P. Colijn , J. Conrad , J.P. Cussonneau (1) , M.P. Decowski , P. de Perio , P. Di Gangi , A. Di Giovanni , S. Diglio (1) , A. Elykov , G. Eurin , J. Fei , A.D. Ferella , A. Fieguth , W. Fulgione , A. Gallo Rosso , M. Galloway , F. Gao , M. Garbini , L. Grandi , Z. Greene , C. Hasterok , E. Hogenbirk , J. Howlett , M. Iacovacci , R. Itay , F. Joerg , B. Kaminsky , S. Kazama , A. Kish , G. Koltman , A. Kopec , H. Landsman , R.F. Lang , L. Levinson , Q. Lin , S. Lindemann , M. Lindner , F. Lombardi , J.A.M. Lopes , E. López Fune (2) , C. Macolino (3) , J. Mahlstedt , A. Manfredini , F. Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , J. Masbou (1) , D. Masson , S. Mastroianni , M. Messina , K. Micheneau (1) , K. Miller , A. Molinario , K. Mora , M. Murra , J. Naganoma , K. Ni , U. Oberlack , K. Odgers , B. Pelssers , F. Piastra , J. Pienaar , V. Pizzella , G. Plante , R. Podviianiuk , N. Priel , H. Qiu , D. Ramírez García , S. Reichard , B. Riedel , A. Rizzo , A. Rocchetti , N. Rupp , J.M.F. dos Santos , G. Sartorelli , N. Šarčević , M. Scheibelhut , S. Schindler , J. Schreiner , D. Schulte , M. Schumann , L. Scotto Lavina (2) , M. Selvi , P. Shagin , E. Shockley , M. Silva , H. Simgen , C. Therreau (1) , D. Thers (1) , F. Toschi , G. Trinchero , C. Tunnell , N. Upole , M. Vargas , O. Wack , H. Wang , Z. Wang , Y. Wei , C. Weinheimer , C. Wittweg , J. Wulf , J. Ye , Y. Zhang , T. Zhu , J.P. Zopounidis (2) , M. Hoferichter , P. Klos , J. Menéndez , A. Schwenk
E. Aprile
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J. Aalbers
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F. Agostini
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M. Alfonsi
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L. Althueser
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F.D. Amaro
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M. Anthony
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V.C. Antochi
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F. Arneodo
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L. Baudis
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B. Bauermeister
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M.L. Benabderrahmane
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T. Berger
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P.A. Breur
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A. Brown
A. Brown
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E. Brown
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S. Bruenner
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G. Bruno
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R. Budnik
C. Capelli
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J.M.R. Cardoso
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D. Cichon
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D. Coderre
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A.P. Colijn
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J. Conrad
M.P. Decowski
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P. de Perio
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P. Di Gangi
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A. Di Giovanni
A. Elykov
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G. Eurin
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J. Fei
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A.D. Ferella
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A. Fieguth
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W. Fulgione
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A. Gallo Rosso
M. Galloway
F. Gao
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M. Garbini
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L. Grandi
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Z. Greene
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C. Hasterok
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E. Hogenbirk
J. Howlett
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M. Iacovacci
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R. Itay
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F. Joerg
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B. Kaminsky
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S. Kazama
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A. Kish
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G. Koltman
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A. Kopec
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H. Landsman
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R.F. Lang
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L. Levinson
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Q. Lin
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S. Lindemann
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M. Hoferichter
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P. Klos
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J. Menéndez
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A. Schwenk
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Résumé

We present first results on the scalar coupling of weakly interacting massive particles (WIMPs) to pions from 1  t yr of exposure with the XENON1T experiment. This interaction is generated when the WIMP couples to a virtual pion exchanged between the nucleons in a nucleus. In contrast to most nonrelativistic operators, these pion-exchange currents can be coherently enhanced by the total number of nucleons and therefore may dominate in scenarios where spin-independent WIMP-nucleon interactions are suppressed. Moreover, for natural values of the couplings, they dominate over the spin-dependent channel due to their coherence in the nucleus. Using the signal model of this new WIMP-pion channel, no significant excess is found, leading to an upper limit cross section of 6.4×10-46  cm2 (90% confidence level) at 30  GeV/c2 WIMP mass.

Dates et versions

hal-02000022 , version 1 (30-01-2019)

Identifiants

Citer

E. Aprile, J. Aalbers, F. Agostini, M. Alfonsi, L. Althueser, et al.. First results on the scalar WIMP-pion coupling, using the XENON1T experiment. Physical Review Letters, 2019, 122 (7), pp.071301. ⟨10.1103/PhysRevLett.122.071301⟩. ⟨hal-02000022⟩
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