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Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2023

Searching for Heavy Dark Matter near the Planck Mass with XENON1T

E Aprile , K Abe , S. Ahmed Maouloud (1) , L Althueser , B Andrieu (1) , E Angelino , J.R Angevaare , V.C Antochi , D. Antón Martin , F Arneodo , L Baudis , A.L Baxter , M Bazyk (2) , L Bellagamba , R Biondi , A Bismark , E.J Brookes , A Brown , S Bruenner , G Bruno (2) , R Budnik , T.K Bui , C Cai , J.M.R Cardoso , D Cichon , A.P. Cimental Chavez , M Clark , A.P Colijn , J Conrad , J.J Cuenca-García , J.P Cussonneau (2) , V d'Andrea , M.P Decowski , P Di Gangi , S Di Pede , S Diglio (2) , K Eitel , A Elykov , S Farrell , A.D Ferella , C Ferrari , H Fischer , M Flierman , W Fulgione , C Fuselli , P Gaemers , R Gaior (1) , A. Gallo Rosso , M Galloway , F Gao , R Glade-Beucke , L Grandi , J Grigat , H Guan , M Guida , R Hammann , A Higuera , C Hils , L Hoetzsch , N.F Hood , J Howlett , M Iacovacci , Y Itow , J Jakob , F Joerg , A Joy , N Kato , 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 (2) , F Lombardi , J Long , J.A.M Lopes , Y Ma , C Macolino , J Mahlstedt , A Mancuso , L Manenti , F Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , K Martens , J Masbou (2) , D Masson , E Masson (1) , S Mastroianni , M Messina , K Miuchi , K Mizukoshi , A Molinario , S Moriyama , K Morå , Y Mosbacher , M Murra , J Müller , K Ni , U Oberlack , B Paetsch , J Palacio , Q Pellegrini (1) , R Peres , C Peters , J Pienaar , M Pierre (2) , V Pizzella , G Plante , T.R Pollmann , J Qi , J Qin , D. Ramírez García , 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 (1) , M Selvi , F Semeria , P Shagin , S Shi , E Shockley , M Silva , H Simgen , A Takeda , P.-L Tan , A Terliuk , D Thers (2) , F Toschi , G Trinchero , C Tunnell , F Tönnies , K Valerius , G Volta , C Weinheimer , M Weiss , D Wenz , C Wittweg , T Wolf , V.H.S Wu , Y Xing (2) , D Xu , Z Xu , M Yamashita , L Yang , J Ye , L Yuan , G Zavattini , M Zhong , T Zhu
E Aprile
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K Abe
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L Althueser
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E Angelino
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J.R Angevaare
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V.C Antochi
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D. Antón Martin
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F Arneodo
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L Baudis
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A.L Baxter
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L Bellagamba
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R Biondi
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A Bismark
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E.J Brookes
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A Brown
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S Bruenner
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R Budnik
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T.K Bui
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C Cai
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J.M.R Cardoso
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D Cichon
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A.P. Cimental Chavez
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M Clark
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A.P Colijn
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J Conrad
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J.J Cuenca-García
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V d'Andrea
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M.P Decowski
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P Di Gangi
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S Di Pede
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K Eitel
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A Elykov
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S Farrell
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G Zavattini
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M Zhong
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T Zhu
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Résumé

Multiple viable theoretical models predict heavy dark matter particles with a mass close to the Planck mass, a range relatively unexplored by current experimental measurements. We use 219.4 days of data collected with the XENON1T experiment to conduct a blind search for signals from Multiply-Interacting Massive Particles (MIMPs). Their unique track signature allows a targeted analysis with only 0.05 expected background events from muons. Following unblinding, we observe no signal candidate events. This work places strong constraints on spin-independent interactions of dark matter particles with a mass between 1$\times$10$^{12}\,$GeV/c$^2$ and 2$\times$10$^{17}\,$GeV/c$^2$. In addition, we present the first exclusion limits on spin-dependent MIMP-neutron and MIMP-proton cross-sections for dark matter particles with masses close to the Planck scale.
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hal-04093440 , version 1 (31-01-2024)

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Citer

E Aprile, K Abe, S. Ahmed Maouloud, L Althueser, B Andrieu, et al.. Searching for Heavy Dark Matter near the Planck Mass with XENON1T. Physical Review Letters, 2023, 130 (26), pp.261002. ⟨10.1103/PhysRevLett.130.261002⟩. ⟨hal-04093440⟩
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