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We report the results of a search for the inelastic scattering of weakly interacting massive particles (WIMPs) in the XENON1T dark matter experiment. Scattering off Xe129 is the most sensitive probe of inelastic WIMP interactions, with a signature of a 39.6 keV deexcitation photon detected simultaneously with the nuclear recoil. Using an exposure of 0.83 tonne-years, we find no evidence of inelastic WIMP scattering with a significance of more than 2σ. A profile-likelihood ratio analysis is used to set upper limits on the cross section of WIMP-nucleus interactions. We exclude new parameter space for WIMPs heavier than 100 GeV/c2, with the strongest upper limit of 3.3×10-39 cm2 for 130 GeV/c2 WIMPs at 90% confidence level.

Search for inelastic scattering of WIMP dark matter in XENON1T

Aprile E.;Aalbers J.;Agostini F.;Alfonsi M.;Althueser L.;Amaro F. D.;Andaloro S.;Angelino E.;Angevaare J. R.;Antochi V. C.;Arneodo F.;Baudis L.;Bauermeister B.;Bellagamba L.;Benabderrahmane M. L.;Brown A.;Brown E.;Bruenner S.;Bruno G.;Budnik R.;Capelli C.;Cardoso J. M. R.;Cichon D.;Cimmino B.;Clark M.;Coderre D.;Colijn A. P.;Conrad J.;Cuenca J.;Cussonneau J. P.;Decowski M. P.;Depoian A.;Di Gangi P.;Di Giovanni A.;Di Stefano R.;Diglio S.;Elykov A.;Ferella A. D.;Fulgione W.;Gaemers P.;Gaior R.;Galloway M.;Gao F.;Grandi L.;Hils C.;Hiraide K.;Hoetzsch L.;Howlett J.;Iacovacci M.;Itow Y.;Joerg F.;Kato N.;Kazama S.;Kobayashi M.;Koltman G.;Kopec A.;Landsman H.;Lang R. F.;Levinson L.;Liang S.;Lin Q.;Lindemann S.;Lindner M.;Lombardi F.;Long J.;Lopes J. A. M.;Ma Y.;Macolino C.;Mahlstedt J.;Mancuso A.;Manenti L.;Manfredini A.;Marignetti F.;Marrodan Undagoitia T.;Martens K.;Masbou J.;Masson D.;Mastroianni S.;Messina M.;Miuchi K.;Mizukoshi K.;Molinario A.;Mora K.;Moriyama S.;Mosbacher Y.;Murra M.;Naganoma J.;Ni K.;Oberlack U.;Odgers K.;Palacio J.;Pelssers B.;Peres R.;Pienaar J.;Pierre M.;Pizzella V.;Plante G.;Qi J.;Qin J.;Ramirez Garcia D.;Reichard S.;Rocchetti A.;Rupp N.;Dos Santos J. M. F.;Sartorelli G.;Sarcevic N.;Scheibelhut M.;Schreiner J.;Schulte D.;Schulze Eissing H.;Schumann M.;Scotto Lavina L.;Selvi M.;Semeria F.;Shagin P.;Shockley E.;Silva M.;Simgen H.;Takeda A.;Therreau C.;Thers D.;Toschi F.;Trinchero G.;Tunnell C.;Valerius K.;Vargas M.;Volta G.;Wei Y.;Weinheimer C.;Weiss M.;Wenz D.;Wittweg C.;Wolf T.;Xu Z.;Yamashita M.;Ye J.;Zavattini G.;Zhang Y.;Zhu T.;Zopounidis J. P.

2021-01-01

Abstract

We report the results of a search for the inelastic scattering of weakly interacting massive particles (WIMPs) in the XENON1T dark matter experiment. Scattering off Xe129 is the most sensitive probe of inelastic WIMP interactions, with a signature of a 39.6 keV deexcitation photon detected simultaneously with the nuclear recoil. Using an exposure of 0.83 tonne-years, we find no evidence of inelastic WIMP scattering with a significance of more than 2σ. A profile-likelihood ratio analysis is used to set upper limits on the cross section of WIMP-nucleus interactions. We exclude new parameter space for WIMPs heavier than 100 GeV/c2, with the strongest upper limit of 3.3×10-39 cm2 for 130 GeV/c2 WIMPs at 90% confidence level.

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Scheda completa (DC)

	Anno
	
			2021
		
	Titolo rivista
	
			PHYSICAL REVIEW D
		
	N. Volume
	
			103
		
	Fascicolo
	
			6
		
	Pagine (da)
	
			063028
		
	Pagine (a)
	
			063037
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.103.063028
		
	Tutti gli autori
	
			Aprile E.; Aalbers J.; Agostini F.; Alfonsi M.; Althueser L.; Amaro F.D.; Andaloro S.; Angelino E.; Angevaare J.R.; Antochi V.C.; Arneodo F.; Baudis L.; Bauermeister B.; Bellagamba L.; Benabderrahmane M.L.; Brown A.; Brown E.; Bruenner S.; Bruno G.; Budnik R.; Capelli C.; Cardoso J.M.R.; Cichon D.; Cimmino B.; Clark M.; Coderre D.; Colijn A.P.; Conrad J.; Cuenca J.; Cussonneau J.P.; Decowski M.P.; Depoian A.; Di Gangi P.; Di Giovanni A.; Di Stefano R.; Diglio S.; Elykov A.; Ferella A.D.; Fulgione W.; Gaemers P.; Gaior R.; Galloway M.; Gao F.; Grandi L.; Hils C.; Hiraide K.; Hoetzsch L.; Howlett J.; Iacovacci M.; Itow Y.; Joerg F.; Kato N.; Kazama S.; Kobayashi M.; Koltman G.; Kopec A.; Landsman H.; Lang R.F.; Levinson L.; Liang S.; Lin Q.; Lindemann S.; Lindner M.; Lombardi F.; Long J.; Lopes J.A.M.; Ma Y.; Macolino C.; Mahlstedt J.; Mancuso A.; Manenti L.; Manfredini A.; Marignetti F.; Marrodan Undagoitia T.; Martens K.; Masbou J.; Masson D.; Mastroianni S.; Messina M.; Miuchi K.; Mizukoshi K.; Molinario A.; Mora K.; Moriyama S.; Mosbacher Y.; Murra M.; Naganoma J.; Ni K.; Oberlack U.; Odgers K.; Palacio J.; Pelssers B.; Peres R.; Pienaar J.; Pierre M.; Pizzella V.; Plante G.; Qi J.; Qin J.; Ramirez Garcia D.; Reichard S.; Rocchetti A.; Rupp N.; Dos Santos J.M.F.; Sartorelli G.; Sarcevic N.; Scheibelhut M.; Schreiner J.; Schulte D.; Schulze Eissing H.; Schumann M.; Scotto Lavina L.; Selvi M.; Semeria F.; Shagin P.; Shockley E.; Silva M.; Simgen H.; Takeda A.; Therreau C.; Thers D.; Toschi F.; Trinchero G.; Tunnell C.; Valerius K.; Vargas M.; Volta G.; Wei Y.; Weinheimer C.; Weiss M.; Wenz D.; Wittweg C.; Wolf T.; Xu Z.; Yamashita M.; Ye J.; Zavattini G.; Zhang Y.; Zhu T.; Zopounidis J.P.
		
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2318/1882675

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