CINECA IRIS Institutional Research Information System

We report constraints on light dark matter (DM) models using ionization signals in the XENON1T experiment. We mitigate backgrounds with strong event selections, rather than requiring a scintillation signal, leaving an effective exposure of (22±3) tonne day. Above ∼0.4 keVee, we observe <1 event/(tonne day keVee), which is more than 1000 times lower than in similar searches with other detectors. Despite observing a higher rate at lower energies, no DM or CEvNS detection may be claimed because we cannot model all of our backgrounds. We thus exclude new regions in the parameter spaces for DM-nucleus scattering for DM masses mχ within 3-6 GeV/c2, DM-electron scattering for mχ>30 MeV/c2, and absorption of dark photons and axionlike particles for mχ within 0.186-1 keV/c2.

Light Dark Matter Search with Ionization Signals in XENON1T

Aprile E.;Aalbers J.;Agostini F.;Alfonsi M.;Althueser L.;Amaro F. D.;Antochi V. C.;Angelino E.;Arneodo F.;Barge D.;Baudis L.;Bauermeister B.;Bellagamba L.;Benabderrahmane M. L.;Berger T.;Breur P. A.;Brown A.;Brown E.;Bruenner S.;Bruno G.;Budnik R.;Capelli C.;Cardoso J. M. R.;Cichon D.;Coderre D.;Colijn A. P.;Conrad J.;Cussonneau J. P.;Decowski M. P.;De Perio P.;Depoian A.;Di Gangi P.;Di Giovanni A.;Diglio S.;Elykov A.;Eurin G.;Fei J.;Ferella A. D.;Fieguth A.;Fulgione W.;Gaemers P.;Gallo Rosso A.;Galloway M.;Gao F.;Garbini M.;Grandi L.;Greene Z.;Hasterok C.;Hils C.;Hogenbirk E.;Howlett J.;Iacovacci M.;Itay R.;Joerg F.;Kazama S.;Kish A.;Kobayashi M.;Koltman G.;Kopec A.;Landsman H.;Lang R. F.;Levinson L.;Lin Q.;Lindemann S.;Lindner M.;Lombardi F.;Lopes J. A. M.;Lopez Fune E.;Macolino C.;Mahlstedt J.;Manfredini A.;Marignetti F.;Marrodan Undagoitia T.;Masbou J.;Mastroianni S.;Messina M.;Micheneau K.;Miller K.;Molinario A.;Mora K.;Mosbacher Y.;Murra M.;Naganoma J.;Ni K.;Oberlack U.;Odgers K.;Palacio J.;Pelssers B.;Peres R.;Pienaar J.;Pizzella V.;Plante G.;Podviianiuk R.;Qin J.;Qiu H.;Ramirez Garcia D.;Reichard S.;Riedel B.;Rocchetti A.;Rupp N.;Dos Santos J. M. F.;Sartorelli G.;Sarcevic N.;Scheibelhut M.;Schindler S.;Schreiner J.;Schulte D.;Schumann M.;Scotto Lavina L.;Selvi M.;Shagin P.;Shockley E.;Silva M.;Simgen H.;Therreau C.;Thers D.;Toschi F.;Trinchero G.;Tunnell C.;Upole N.;Vargas M.;Volta G.;Wack O.;Wang H.;Wei Y.;Weinheimer C.;Wenz D.;Wittweg C.;Wulf J.;Ye J.;Zhang Y.;Zhu T.;Zopounidis J. P.

2019-01-01

Abstract

We report constraints on light dark matter (DM) models using ionization signals in the XENON1T experiment. We mitigate backgrounds with strong event selections, rather than requiring a scintillation signal, leaving an effective exposure of (22±3) tonne day. Above ∼0.4 keVee, we observe <1 event/(tonne day keVee), which is more than 1000 times lower than in similar searches with other detectors. Despite observing a higher rate at lower energies, no DM or CEvNS detection may be claimed because we cannot model all of our backgrounds. We thus exclude new regions in the parameter spaces for DM-nucleus scattering for DM masses mχ within 3-6 GeV/c2, DM-electron scattering for mχ>30 MeV/c2, and absorption of dark photons and axionlike particles for mχ within 0.186-1 keV/c2.

Scheda breve

Scheda completa

Scheda completa (DC)

	Anno
	
			2019
		
	Titolo rivista
	
			PHYSICAL REVIEW LETTERS
		
	N. Volume
	
			123
		
	Fascicolo
	
			25
		
	Pagine (da)
	
			251801
		
	Pagine (a)
	
			251808
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.251801
		
	Tutti gli autori
	
			Aprile E.; Aalbers J.; Agostini F.; Alfonsi M.; Althueser L.; Amaro F.D.; Antochi V.C.; Angelino E.; Arneodo F.; Barge D.; Baudis L.; Bauermeister B.; Bellagamba L.; Benabderrahmane M.L.; Berger T.; Breur P.A.; Brown A.; Brown E.; Bruenner S.; Bruno G.; Budnik R.; Capelli C.; Cardoso J.M.R.; Cichon D.; Coderre D.; Colijn A.P.; Conrad J.; Cussonneau J.P.; Decowski M.P.; De Perio P.; Depoian A.; Di Gangi P.; Di Giovanni A.; Diglio S.; Elykov A.; Eurin G.; Fei J.; Ferella A.D.; Fieguth A.; Fulgione W.; Gaemers P.; Gallo Rosso A.; Galloway M.; Gao F.; Garbini M.; Grandi L.; Greene Z.; Hasterok C.; Hils C.; Hogenbirk E.; Howlett J.; Iacovacci M.; Itay R.; Joerg F.; Kazama S.; Kish A.; Kobayashi M.; Koltman G.; Kopec A.; Landsman H.; Lang R.F.; Levinson L.; Lin Q.; Lindemann S.; Lindner M.; Lombardi F.; Lopes J.A.M.; Lopez Fune E.; Macolino C.; Mahlstedt J.; Manfredini A.; Marignetti F.; Marrodan Undagoitia T.; Masbou J.; Mastroianni S.; Messina M.; Micheneau K.; Miller K.; Molinario A.; Mora K.; Mosbacher Y.; Murra M.; Naganoma J.; Ni K.; Oberlack U.; Odgers K.; Palacio J.; Pelssers B.; Peres R.; Pienaar J.; Pizzella V.; Plante G.; Podviianiuk R.; Qin J.; Qiu H.; Ramirez Garcia D.; Reichard S.; Riedel B.; Rocchetti A.; Rupp N.; Dos Santos J.M.F.; Sartorelli G.; Sarcevic N.; Scheibelhut M.; Schindler S.; Schreiner J.; Schulte D.; Schumann M.; Scotto Lavina L.; Selvi M.; Shagin P.; Shockley E.; Silva M.; Simgen H.; Therreau C.; Thers D.; Toschi F.; Trinchero G.; Tunnell C.; Upole N.; Vargas M.; Volta G.; Wack O.; Wang H.; Wei Y.; Weinheimer C.; Wenz D.; Wittweg C.; Wulf J.; Ye J.; Zhang Y.; Zhu T.; Zopounidis J.P.
		
	Appare nelle tipologie:
	
			03A-Articolo su Rivista

File in questo prodotto:

File	Dimensione	Formato
PhysRevLett.123.251801.pdf Accesso aperto Dimensione 889.16 kB Formato Adobe PDF Visualizza/Apri	889.16 kB	Adobe PDF	Visualizza/Apri

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2318/1882677

Citazioni

ND

341

295

social impact