我们报告的第一个结果,从低温暗物质搜索(CDMS II)的实验运行其完整的30个低温粒子探测器在苏丹地下实验室。本报告基于对2006年10月至2007年7月期间从15个锗探测器(3.75千克)获得的数据的分析,得出有效照射量为121.3千克-日(反冲能量10- 100千电子伏的平均值,按质量为60 \gev的弱相互作用大质量粒子加权)。盲分析,结合改进的技术,事件重建和数据质量监测,导致零观察到的事件。该分析将WIMP-核子自旋无关截面的上限设定为6.6 $\times10^{-44}$ cm $^2$(当与之前的CDMS Soudan数据结合时为4.6 $\times10^{-44}$ cm $^2$),WIMP质量为60 \gev,置信水平为90%。通过为质量超过42 GeV/c $^2$的暗物质WIMP提供最佳灵敏度,这项工作显着限制了一些受欢迎的超对称模型的参数空间。
英文摘要:
We report first results from the Cryogenic Dark Matter Search (CDMS II) experiment running with its full complement of 30 cryogenic particle detectors at the Soudan Underground Laboratory. This report is based on the analysis of data acquired between October 2006 and July 2007 from 15 Ge detectors (3.75 kg), giving an effective exposure of 121.3 kg-d (averaged over recoil energies 10--100 keV, weighted for a weakly interacting massive particle (WIMP) mass of 60 \gev). A blind analysis, incorporating improved techniques for event reconstruction and data quality monitoring, resulted in zero observed events. This analysis sets an upper limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross section of 6.6$\times10^{-44}$ cm$^2$ (4.6$\times10^{-44}$ cm$^2$ when combined with previous CDMS Soudan data) at the 90% confidence level for a WIMP mass of 60 \gev. By providing the best sensitivity for dark matter WIMPs with masses above 42 GeV/c$^2$, this work significantly restricts the parameter space for some of the favored supersymmetric models.
低温暗物质搜索实验(CDMS)采用低温Ge和Si探测器,通过它们与靶核的弹性散射相互作用来探测WIMP。当前对397.8千克-天Ge暴露的分析导致零个观察到的候选事件,在90%置信水平下,对于60 GeV的WIMP质量,自旋无关的WIMP-核子截面的上限为6.6 x 10 ^{-44} cm ^2(当包括先前的CDMS Soudan数据时为4.6 x 10^{-44} cm ^2)。为了提高灵敏度,已经开发了新的一英寸厚的探测器,将用于超级CDMS阶段。SuperCDMS 25 kg将在SNOLAB运行,预期对自旋无关的WIMP-核子弹性散射截面的灵敏度为1 x 10^{-45} cm ^2。
目前,CDMS-II合作项目在苏丹地下实验室进行的弱相互作用大质量粒子(WIMP)搜索设定了任何WIMP冷暗物质直接探测实验中最严格的排除限制。为了进一步扩展我们的研究范围,我们提出了SuperCDMS,它将利用一个非常深的站点,在$10^{-46} - 10^{-44}$ cm $^2$范围内的WIMP-核子截面。一个有希望的地点是最近批准的加拿大SNOLab设施。在本文中,我们将介绍我们的总体计划,确定主要问题,并设定在开始SuperCDMS的每个阶段之前需要满足的目标。
Limits on spin-independent WIMP-nucleon interactions from the two-tower run of the Cryogenic Dark Matter Search
我们报告了苏丹地下实验室低温暗物质搜寻(CDMS II)的新结果。两个塔,每个由6个探测器组成,运行了74.5个工作日,在切割后,锗的光谱加权曝光量为34 kg-d,硅靶的光谱加权曝光量为12 kg-d,平均反冲能量为10-100 keV,WIMP质量为60 GeV。进行了盲分析,结合了拒绝表面事件的改进技术。未观察到超过预期背景的WIMP信号。当结合我们以前的结果从苏丹,90%的C. L。对于60 GeV的WIMP质量,自旋无关的WIMP-核子截面的上限是Ge为1.6 x 10^{-43} cm ^2,Si为3 x 10^{-42} cm ^2。Ge(Si)的组合极限比我们以前的结果低2.5(10)倍,并限制了超对称模型的预测。
First Results from the Cryogenic Dark Matter Search in the Soudan Underground Lab
我们报告了在苏丹地下实验室的低温暗物质搜索(CDMS)实验中寻找弱相互作用大质量粒子(WIMP)的第一个结果。四个Ge和两个Si探测器运行了52.6个生存日,提供了19.4 kg-d的Ge净曝光后,反冲能量在10- 100 keV之间的削减。仅使用校准数据进行盲分析,以定义核反冲候选物的能量阈值和选择标准。使用标准的暗物质晕和核物理学WIMP模型,这些数据为所有WIMP质量超过15 GeV的相干WIMP-核子标量截面设定了世界上最低的排斥极限,排除了中性伴子超对称模型的重要范围。在90% C. L.时,该极限曲线的最小值在WIMP质量为60 GeV时,它的体积为4 x 10^{-43} cm ^2。