在与WIMP暗物质搜寻有关的能量处头-尾定向核反冲特征的首次测量

评估WIMP光环定向探测的备选方案

Assessing Alternatives for Directional Detection of a WIMP Halo

直接地面WIMP探测的未来在于两个方面：新的，更大的低背景探测器的能量沉积敏感，和探测器的方向灵敏度。前者可以使用经过验证的技术，大范围的WIMP参数空间，而后者可能是必要的，如果一个是解开粒子物理参数从天体物理晕参数。由于定向探测器的构建相当困难，因此通常值得提前探索哪些实验功能将以最低的成本产生最大的好处。我们检查的灵敏度与不同的角跟踪分辨率的定向探测器，有和没有能力区分向前与向后反冲，并比较这些检测器的灵敏度的跟踪投影到一个二维平面上。后一种探测器无论放置在地球上的什么位置，都可以被定向为产生比没有这种能力的3D探测器明显更好的辨别信号，并且具有在全3D跟踪探测器的2倍内的灵敏度。对于一个简单的等温晕，区分信号和背景所需的事件率范围从最好情况下的十几岁到最坏情况下的几千岁。

用于WIMP直接检测的方向统计

Directional statistics for WIMP direct detection

在WIMP直接探测实验中，事件率的方向依赖性为区分WIMP事件和潜在背景提供了有力的工具。我们使用各种（非参数）的统计检验，以检查所需的事件的数量来区分一个WIMP信号从各向同性的背景时，在重建的核反冲方向的不确定性包括在计算的预期信号。我们认为一系列的模型的银河系晕，并研究旋转对称性测试，旨在检测非球形/各向同性的银河系晕。最后，我们研究的方法来检测潮汐流的WIMP。我们发现，如果感的反冲是已知的，那么为了10事件将足以区分WIMP信号从各向同性背景的所有考虑的晕模型，重建反冲方向的不确定性，只有温和地增加所需的事件数量。如果反冲的感觉是未知的，所需的事件的数量是一个数量级更大，与晕模型之间的变化很大，反冲分辨率现在是一个重要的因素。旋转对称性测试需要一千个事件来区分球形和显著三轴晕，然而由于潮汐流导致的峰值反冲方向与太阳运动方向的偏差可以用一百个事件来检测，不管反冲的意义是否已知。

DRIFT项目：用定向探测器搜索WIMPS

The DRIFT Project: Searching for WIMPS with a Directional Detector

讨论了一种用于探测WIMP的低气压时间投影室。在这样的装置中，对康普顿电子背景的辨别应该是非常好的，并且关于反冲原子的方向信息将是可获得的。如果一个完整的3-D重建的反冲轨道可以实现，蒙特卡罗研究表明，一个WIMP信号可以确定具有高的信心，从少至30个检测到的WIMP核散射事件。

液态氙对低能核粒子的闪烁响应

Scintillation Response of Liquid Xenon to Low Energy Nuclear Recoils

液态氙（LXe）有望成为寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的优良目标和探测器介质。知识的LIMPs电离和闪烁响应低能核反冲预期从散射的WIMPs的LIMPs的直接检测实验的灵敏度是很重要的。在这里，我们报告的闪烁产额的动能低至10千电子伏的电子反冲的新测量。在0 ~ 4 kV/cm范围内测量了闪烁产额与外加电场的关系。结果是在最近的理论预测，考虑到双激子碰撞的影响，除了核猝灭效应，在很好的协议。

从第一批ZEPLIN-II数据看自旋相关的WIMP-核子截面的极限

Limits on spin-dependent WIMP-nucleon cross-sections from the first ZEPLIN-II data

ZEPLIN-II实验的第一次地下数据运行为直接搜索暗物质的两相氙探测器的核反冲率设定了限制。本文将计算结果转化为与自旋有关的WIMP-质子和WIMP-中子截面的极限。WIMP-中子截面曲线的最小值对应于WIMP质量约为65 GeV时的0.07 pb。

ZEPLIN-I对WIMP相互作用敏感性的关键修订

Critical revision of the ZEPLIN-I sensitivity to WIMP interactions

ZEPLIN合作最近发表了其第一个结果，提出了$\approx$ 60 GeV的WIMP质量的最大灵敏度为$1.1 \times 10^{-6}$皮巴。该分析是基于一个歧视的方法，使用不同的时间分布的闪烁光产生的电子反冲和核反冲相互作用。我们表明，所遵循的方法，无论是校准的ZEPLIN-I探测器的响应和估计的歧视的权力是不够可靠的，要求在现阶段的任何背景歧视。ZEPLIN-I的灵敏度似乎在10 $^{-3}$皮巴的量级，比要求保护的1.1 × 10 $^{-6}$皮巴高三个数量级。

XENON暗物质实验

The XENON Dark Matter Experiment

氙实验的目的是通过氙核的弹性散射直接探测WIMP（弱相互作用大质量粒子）形式的暗物质。在基准质量为1000 kg液态氙、反冲能量为16 keV的足够低的阈值和每年10个事件的未被拒绝的背景率的情况下，氙能对质量超过50 GeV的WIMP的10^（-46）cm ^2的WIMP-核子相互作用截面敏感。1吨规模的实验（XENON 1 T）将使用10个相同的100公斤探测器模块（XENON 100）阵列来实现。检测器是在双（液体/气体）相中操作的时间投影室，以通过气体中的二次闪烁和由低能反冲产生的液体中的一次闪烁同时检测电离。对于来自WIMP（或中子）的核反冲以及来自背景的电子反冲，初级闪烁与次级闪烁的不同比率是XENON逐事件鉴别能力的关键。目前正在测试一个由7个光电倍增管阵列提供光读出的3 kg双相位探测器，以及其他专用于与XENON计划相关的各种测量的原型。我们提出了一些迄今为止取得的成果，并简要讨论了下一步的分阶段的方法，氙实验，即开发和地下部署的10公斤探测器（氙10）在2005年。

探测暗物质的两相氙探测器ZEPLIN-II中WIMP核反冲信号的第一个极限

First limits on WIMP nuclear recoil signals in ZEPLIN-II: a two phase xenon detector for dark matter detection

ZEPLIN-II是一个31公斤的两相氙探测器，用于观测假设的弱相互作用大质量暗物质粒子的核反冲。核反冲和背景电子反冲之间的区别是通过记录液体氙内产生的闪烁和电离信号来提供的，这些信号的比率对于两类事件是不同的。使用AmBe中子源和Co-60伽马射线源针对不同入射物质校准该比率。从我们运行ZEPLIN-II的前31天开始，应用基准和稳定性切割后的总暴露量为225 kgx天。在这次运行中观察到的氡子体事件的背景人口，所产生的气体净化吸气剂中的氡排放，由于氡子体离子衰变的腔室的壁的表面上。由中子校准数据定义的在5 keVee和20 keVee之间的50%核反冲接受度的接受窗口具有29个事件的观测计数，总期望值为28.6+/-4.3伽马射线和氡子体诱导的背景事件。这些数字提供了90%的c.l.在这个接受窗口中，核反冲数的上限为10.4个事件，在包含能量相关的校准效率后，它转换为WIMP-核子自旋无关截面，最小值为6.6x10^-7 pb。目前正在进行第二次试验，在这次试验中，氡子体将被消除，从而消除本底粒子数，在与第一次试验相似的暴露量下，预计灵敏度为2 × 10 ^-7 pb。

苏丹地下实验室低温暗物质研究的初步结果

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。

改进了EDELWEISS WIMP检索的排除限制

Improved Exclusion Limits from the EDELWEISS WIMP Search

EDELWEISS实验提高了直接寻找WIMP暗物质的灵敏度。在反冲能量范围内的WIMP质量低于10 TeV/c2，没有核反冲观察到的基准体积的热电离低温Ge探测器在低背景环境中的Fracatoire Souterrain德Modane在Frejus隧道，在7.4公斤。这个结果结合以前的EDELWEISS数据导出一个限制的横截面的自旋无关的相互作用的WIMP和核子作为WIMP质量的函数，使用标准的核物理和天体物理假设。这个限制排除了在超过99.8%CL的质量为44 GeV/c2，截面为5.4 x 10-6 pb的WIMP候选者，正如DAMA合作报告的那样。超对称模型的第一个样本也被排除在90%CL之外。

Directional detection of Dark Matter

Among the many experimental techniques available, those providing directional information have the potential of yielding an unambiguous observation of WIMPs even in the presence of insidious backgrounds. A measurement of the distribution of arrival direction of WIMPs can also discriminate between Galactic Dark Matter halo models. In this article, I will discuss the motivation for directional detectors and review the experimental techniques used by the various experiments. I will then describe one of them, the DMTPC detector, in more detail.

当前和未来实验中银河系暗盘的特征

Signatures of the Milky Way's Dark Disk in Current and Future Experiments

在盘状星系的分级结构形成模型中，一个暗物质盘的形成是由于大质量的卫星优先被拖到盘平面中溶解。在这里，我们量化的重要性，这个黑暗的磁盘直接和间接的暗物质检测。暗盘相对于地球的低速度增强了在低反冲能量的直接探测实验中的探测率。对于质量M_{WIMP} >~ 50 GeV的WIMP，在5 - 20 keV的反冲能范围内，探测率增加到3倍。将其与较高能量下的速率进行比较，对M_{WIMP}敏感，提供了更强的质量约束，特别是对于M_{WIMP} >~100 GeV。年调制信号被暗盘显著增强，并且调制相位相对于暗晕移动约3周。一旦暗盘的性质被未来的天文观测所确定，观测到的相位随反冲能量的变化就决定了M_{WIMP}。相对于太阳系而言，暗盘中粒子的低速显着提高了太阳中WIMP的捕获率，导致来自太阳的中微子通量增加，这可以在当前和未来的中微子望远镜中检测到。当rho_d/rho_h=0.5时，暗盘对地球中微子反转换产生的μ子通量的贡献比SHM增加了约5倍。

直接搜寻WIMP暗物质的现状

Status of direct searches for WIMP dark matter

天体物理观测表明，宇宙中约23%的能量密度是以粒子物理学标准模型之外的非重子粒子的形式存在的。一个令人兴奋和动机良好的候选者是最轻的超对称伙伴粒子（LSP），它可能是大爆炸遗留下来的弱相互作用大质量粒子（WIMP）。为了确定LSP是暗物质，必须在加速器上测量粒子的性质，并直接（或间接）检测星系中的粒子。直接探测这些粒子需要复杂的探测器来克服由于放射性和其他来源而产生的高得多的背景。有前途的技术识别屏蔽基准体积中的个体相互作用，并根据时间、能量密度和/或将能量划分为电离、闪烁或声子的信号来区分核反冲信号事件与电子反冲背景。我回顾了几十个寻找WIMP的实验技术，并总结了最有趣的结果和检测前景。

苏丹地下实验室第一次低温暗物质探测中WIMP-核子截面的排除极限

Exclusion Limits on the WIMP-Nucleon Cross-Section from the First Run of the Cryogenic Dark Matter Search in the Soudan Underground Lab

低温暗物质搜寻（CDMS-II）利用低温Ge和Si探测器通过与原子核的弹性散射作用寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）。同时测量电离和声子能量提供了对背景粒子相互作用的鉴别。对于超过10 keV的反冲能量，由于背景光子的事件被拒绝，效率>99.99%。非常接近探测器表面的电磁事件可以模拟核反冲，因为减少了电荷收集，但是通过使用来自声子脉冲形状的附加信息，这些表面事件以>96%的效率被拒绝。有效使用有源和无源屏蔽，结合2090 m.w.e.由于苏丹矿实验场的覆盖层太厚，使得第一次曝光时中子的背景可以忽略不计。所有切割都是在没有任何先验知识的信号区域中的事件分布的情况下，从外部放射源的现场校准中以盲方式确定的。已知产生的效率为~ 10%。一个单一的事件与反冲64千电子伏通过所有的削减，并与预期的表面电子反冲的错误识别率是一致的。在一个标准的暗物质晕的假设下，这些数据排除了先前未探索的参数空间的自旋无关和自旋相关的WIMP核子弹性散射。在WIMP质量为60 GeV/c^2时，与自旋无关的WIMP-核子弹性散射截面的最小值为4 × 10 ^-43 cm ^2。当WIMP质量为50 GeV/c^2时，自旋相关的WIMP-中子弹性散射截面的最小极限为2 × 10 ^-37 cm ^2。

Detecting the Milky Way's Dark Disk

In LambdaCDM, massive satellites are dragged into the disk-plane by dynamical friction where they dissolve into a stellar thick disk and a more massive dark matter disk. The distinctive kinematics of the dark disk matches the stars that also entered in the satellites. The lower velocities of the dark disk with respect to the Earth enhances detection rates at low recoil energy. For WIMP masses > 50 GeV/c^2, the detection rate increases by up to a factor of 3 in the 5 - 20 keV recoil energy range. Comparing this with rates at higher energy will improve constraints on the WIMP mass, particularly …

New Measurement of the Relative Scintillation Efficiency of Xenon Nuclear Recoils Below 10 keV

Liquid xenon is an important detection medium in direct dark matter experiments, which search for low-energy nuclear recoils produced by the elastic scattering of WIMPs with quarks. The two existing measurements of the relative scintillation efficiency of nuclear recoils below 20 keV lead to inconsistent extrapolations at lower energies. This results in a different energy scale and thus sensitivity reach of liquid xenon dark matter detectors. We report a new measurement of the relative scintillation efficiency below 10 keV performed with a liquid xenon scintillation detector, optimized for max…

EDELWEISS WIMP搜索实验中的事件类别

Event categories in the EDELWEISS WIMP search experiment

在EDELWEISS-I暗物质实验中，使用锗低温探测器同时测量电荷和热信号，确定了四类事件。这些类别的事件被解释为发生在探测器体积内的电子和核相互作用，以及发生在靠近探测器表面（表面的10-20 μ m）的电子和核相互作用。我们讨论的假设，低能量表面核反冲，这似乎是被忽视的WIMP搜索，可能会提供一个解释的异常事件记录的UKDMC和Saclay NaI实验。本分析指出，考虑到表面核和电子反冲相互作用的背景排斥因子的可靠估计的必要性。

优化WIMP方向检测器

Optimizing WIMP directional detectors

我们研究了直接探测WIMP定向反冲信号所需的曝光量对定向探测器能力的依赖性。具体来说，我们考虑的变化，在核反冲能量阈值，背景率，无论是在2或3维的检测器测量反冲动量矢量和是否有意义的动量矢量可以确定。我们发现，所需的曝光量的影响最大的属性是测量的动量矢量意义。如果探测器不能确定反冲感测，则对于3-d读出，所需的曝光增加一个数量级，对于2-d读出，增加两个数量级。对于2-d读出，所需的曝光，特别是如果感觉不能被测量，可以通过分析减少的角度与时间相关的，减去太阳运动的投影方向来显着减少。背景速率实际上对探测器敏感的WIMP横截面设置了一个下限;很难探测到信号速率比背景速率低一个数量级以上的WIMP。降低能量阈值也减少了所需的曝光，但仅针对高于20 keV的阈值。

DMTPC：一种新的暗物质定向探测装置

DMTPC: a new apparatus for directional detection of Dark Matter

对暗物质的定向探测可以明确地直接探测到WIMP，也可以区分银河系中的各种暗物质模型。DMTPC探测器是一种低压TPC，具有光学读数，设计用于定向直接探测WIMP。通过使用CF4气体作为活性材料，该探测器还对质子与暗物质的自旋相关相互作用具有优异的灵敏度。

用DM-TPC探测器对暗物质进行定向探测

Toward directional detection of Dark Matter with the DM-TPC detector

定向探测可以提供明确的观测暗物质的相互作用，即使在存在阴险的背景。DM-TPC合作正在开发一种探测器，其目标是测量暗物质相互作用中产生的核反冲的方向和意义。该探测器由一个时间投影室组成，该时间投影室具有填充有低压CF $_4$气体的光学读数。WIMP与气体分子碰撞产生1-2 mm的核反冲，通过测量反冲过程中的能量损失，可以确定反冲的方向和方向。在低能中子束中运行的原型探测器的结果清楚地表明了这种方法测量方向性的适用性。一个立方米的原型，这是现在正在设计中，将使我们能够设置有竞争力的限制自旋依赖的暗物质相互作用使用定向探测器。

低温暗物质搜索实验，2004年活动的结果和当前更新的状态

The Cryogenic Dark Matter Search Experiment, results from the 2004 campaign and status of the current update

CDMS II实验使用由锗和硅制成的Z依赖电离声子（ZIP）探测器来识别弱相互作用大质量粒子（WIMP）的核反冲，几乎完全拒绝各种放射性背景。2004年，CDMS II运行了6个Ge ZIPs和6个Si ZIPs。在74.5个存活手术日中，切割后Ge ZIPs暴露量为34 kg*d，Si ZIPs暴露量为15 kg*d。所有识别WIMP引起的核反冲信号的标准都是相对于WIMP搜索数据盲目开发的。新的90% C. L.对于60 GeV/c2的WIMP质量，自旋无关的WIMP-核子截面的上限为1.6 e-43 cm 2。该实验最近升级到19个Ge ZIPs共4.8公斤，11个Si ZIPs共1.9公斤。目标是在2006年和2007年运行时将灵敏度提高一个数量级。

从直接暗物质探测数据独立确定WIMP质量

Model-Independent Determination of the WIMP Mass from Direct Dark Matter Detection Data

弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。我们开发了一种模型无关的方法，通过使用数据（即，测量的反冲能量）的直接检测实验。我们的方法是独立于尚未未知的WIMP密度在地球附近的WIMP速度分布的形式，以及WIMP核截面。然而，它需要来自具有不同靶核的至少两个探测器的正信号。在无背景的环境中，原则上可以用只有$2 \times 50$事件的$\sim 35%$的误差来确定$m_χ\sim 50$ GeV;在实践中，为了减少背景而施加的信号事件的反冲能量的上限和下限会增加误差。如果$m_χ$显著超过所用最重靶细胞核的质量，则该方法也会失去精度。

方向灵敏度、WIMP探测和星系晕

Directional Sensitivity, WIMP Detection, and the Galactic Halo

区分由于核目标的WIMP暗物质散射产生的信号和由于背景噪声产生的信号是一个主要的挑战。地球相对于星系晕的运动应该在事件发生率上产生与星系晕相关的季节性调制，但它也应该产生一个角度信号，这个信号要强得多，也不那么模糊。反冲光谱中的独特图案可以反映出星系晕的细节。我们推导出一种新的形式主义来计算角事件率，并提出了各种晕模型的预测角信号，并计算区分暗物质信号从各向同性背景所需的事件数。

暗物质直接探测实验数据的理论解释

Theoretical Interpretation of Experimental Data from Direct Dark Matter Detection

弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。目前，最有前途的方法来检测WIMP是直接检测的反冲能量沉积在低本底的探测器由于弹性WIMP核散射。到目前为止，通常的程序是预测事件率的直接检测的WIMP的基础上的一些模型的星系晕宇宙学和WIMP的基本粒子物理。这项工作的目的是扭转这一进程。在这篇论文中，我提出的方法，允许重建（的时刻）的WIMP速度分布函数，以及从反冲能谱以及直接从实验数据来确定WIMP质量。速度分布函数的重建已被进一步扩展到考虑事件率的年度调制。此外，还讨论了速度分布年调制幅度的重建问题和确定事件率年调制的另一种更好的方法。另一方面，通过结合两个（或多个）实验与不同的探测器材料的WIMP质量的测定已被开发。文中给出的公式和表达式不仅与星系晕模型无关，而且与WIMP模型无关。这意味着我们既不需要地球附近未知的WIMP密度，也不需要WIMP-核截面。我们需要的唯一信息是测量的反冲能和它们的测量时间。

DM-TPC：一种新的暗物质定向探测方法

DM-TPC: a new approach to directional detection of Dark Matter

定向探测可以提供明确的观测暗物质的相互作用，即使在存在阴险的背景。DM-TPC合作正在开发一种探测器，其目标是测量暗物质相互作用中产生的核反冲的方向和意义。该探测器由一个时间投影室组成，该时间投影室具有填充有低压CF $_4$气体的光学读数。WIMP与气体分子碰撞产生1-2 mm的核反冲，通过测量反冲过程中的能量损失，可以确定反冲的方向和方向。在低能中子束中运行的原型探测器的结果清楚地表明了这种方法测量方向性的适用性。目前正在设计一个有效体积约为一立方米的全尺寸模块。这个探测器将于2009年在地下运行，它将使我们能够使用定向探测器对自旋相关的暗物质相互作用设定竞争性限制。

低反冲能时周年调制的时间畸变

Temporal distortion of annual modulation at low recoil energies

我们表明，预期在WIMP直接检测实验中的信号的年度调制的主要特征，即它的正弦曲线随时间的依赖性，其最大值和最小值的发生在一年中，（在某些情况下）甚至一年的时间内，可能会受到放松等温球假设的WIMP速度相空间的描述。最相关的影响是各向异性星系晕在低反冲能量下的时间行为的扭曲。虽然其中一些效应在反冲能量低于当前探测器阈值时是相关的，但其他一些效应已经可以测量，尽管需要在WIMP质量和实验参数之间进行一定程度的调整。这些效应的观测或未观测都可以为我们的星系晕的相空间分布提供线索。

Results from the First Science Run of the ZEPLIN-III Dark Matter Search Experiment

The ZEPLIN-III experiment in the Palmer Underground Laboratory at Boulby uses a 12kg two-phase xenon time projection chamber to search for the weakly interacting massive particles (WIMPs) that may account for the dark matter of our Galaxy. The detector measures both scintillation and ionisation produced by radiation interacting in the liquid to differentiate between the nuclear recoils expected from WIMPs and the electron recoil background signals down to ~10keV nuclear recoil energy. An analysis of 847kg.days of data acquired between February 27th 2008 and May 20th 2008 has excluded a WIMP-nu…

用于暗物质探测的二苯乙烯晶体中碳反冲的各向异性闪烁效率测量

Measurements of anisotropic scintillation efficiency for carbon recoils in a stilbene crystal for dark matter detection

已知有机单晶的闪烁效率取决于核反冲相对于晶轴的方向。这一性质可以应用于定向WIMP暗物质探测器。用来自$^7$ Li（p，n）、$^7$ Be和$^{252}$ Cf的中子测量了反冲能为30 keV ~ 1 MeV的二苯乙烯晶体中碳反冲的闪烁效率。在低能量区域证实了各向异性响应。闪烁效率的变化约为7%，可以探测到可能的暗物质信号。

古云母中暗物质的独特特征

Unique Signature of Dark Matter in Ancient Mica

云母可以存储（>1 Gy）由原子从WIMP反冲引起的可蚀刻轨道。由于来自裂变中子的背景最终会限制这种技术，因此需要一个古老云母中WIMP的独特签名。与中子不同，我们绕银河系中心的运动导致WIMP从天空中的首选方向进入云母。云母是一种定向探测器，尽管天然云母晶体相对于这种WIMP“风”进行复杂的旋转，但蚀刻坑密度对当今云母取向有很大的依赖性。

从直接暗物质探测数据确定WIMP质量

Determining the WIMP Mass from Direct Dark Matter Detection Data

弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。到目前为止，我们只能用直接的暗物质探测来估计晕WIMP的质量，方法是将预测的反冲光谱与未来的实验数据相拟合。在这里，我们开发了一个模型无关的方法，通过直接使用实验数据来确定WIMP质量。该方法不依赖于近地WIMP密度和WIMP-核截面，可用于提取O（50）事件的WIMP质量信息。

SICANE：用单能中子束测量核反冲猝灭因子的探测器阵列

SICANE: a Detector Array for the Measurement of Nuclear Recoil Quenching Factors using Monoenergetic Neutron Beam

SICANE是一个中子散射多探测器设施，用于确定直接WIMP搜索中使用的低温探测器的淬灭因子（对核反冲和对电子的响应之比）。利用逆（p，n）反应获得了准直性好的单能中子束。该设施进行了描述，并给出了NaI（Tl）和Ge中的热和电离的闪烁淬灭因子的结果。

WIMP检测的事件发生率

Event rates for WIMP detection

给出了直接探测各种类型WIMP的暗物质的事件率。除了超对称模型的中性伴子，我们考虑了其他候选人（外来标量以及粒子在卡鲁扎-克莱因和technicolour理论）与TeV区域的质量。然后找到到激发态的合理的分支比。因此，不仅可以通过反冲测量来检测WIMP，而且还可以通过测量去激发$γ$射线来检测WIMP。

用于WIMP方向检测的统计意义确定的结果

Consequences of statistical sense determination for WIMP directional detection

我们研究了有限的反冲感重建的后果，拒绝各向同性和检测WIMP信号使用定向检测器所需的事件数。对于一个恒定的概率确定的意义上正确的，3-D读出和零背景，我们发现，作为概率从1.0到0.75减少的事件的数量需要拒绝各向同性使用的平均角度统计增加了几个因素。随着概率进一步降低，使用该统计所需的事件数量急剧增加，并且事实上，通过丢弃感测信息并使用轴向统计，可以更容易地拒绝各向同性。然而，这需要比具有完美感测确定的矢量数据多一个数量级的事件。我们还考虑了正确测量感测、2-d读出和非零背景的能量依赖概率。我们的主要结论是，正确地确定丰富的，但各向异性较小，低能量反冲的意义是最重要的，最大限度地减少所需的事件数量。

用~（252）Cf中子测量DRIFT-II探测器的距离分量方向特征

Measurement of the Range Component Directional Signature in a DRIFT-II Detector using 252Cf Neutrons

DRIFT合作利用低压气体探测器来搜索具有方向性特征的WIMP暗物质。将252 Cf中子源放置在DRIFT探测器的每个主轴上，以测试其测量来自极低能量（~keV/amu）反冲范围的三个分量的定向特征的能力。高触发阈值和事件选择程序确保仅分析硫反冲。由252 Cf源在CS2靶气体中产生的硫反冲与大规模WIMP诱导的硫反冲的预期结果非常匹配。对于源的每个方向，观察到来自距离分量的方向信号，指示检测器沿着所有3个轴是方向性的。这些结果的分析产生一个最佳的方向DRIFT检测器时，从WIMP搜索的方向签名。提供额外的能量相关信息以帮助理解这种效应。

WIMP直接检测II的方向统计：2-D读出

Directional Statistics for WIMP direct detection II: 2-d read-out

WIMP直接检测率的方向依赖性为区分WIMP信号和可能的背景提供了有力的工具。我们研究所需的事件数区分WIMP信号从各向同性背景的检测器与2-D读出使用非参数循环统计。我们还研究了事件的数量需要i）检测偏离旋转对称，由于平坦的银河系晕和ii）检测偏差的平均方向，由于潮汐流。如果测量反冲的感觉，则20-70个事件（取决于2-d读出的平面）将足以在90%置信度下拒绝原始反冲角的各向同性。如果感觉不能被测量，这些数字大约会增加两个数量级（相比之下，全三维读出的情况下会增加一个数量级）。减去太阳运动方向（随时间变化）后的角度分布更加各向异性，然而，如果对这些角度进行各向同性测试，那么所需的事件数量与3-d读出的情况相似。只有当银河系晕被显著地压平时，才能检测到旋转对称性的偏离。然而，由于潮汐流而导致的平均方向的偏差是可能检测到的，这取决于流的密度和方向。

WIMP暗物质的极限

Limits on WIMP Dark Matter

综述了利用直接和间接方法寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的现状。近年来，各种直接搜索实验取得了进展，利用能够记录WIMP弹性散射所预期的核反冲事件的技术，已经朝着更低的极限取得了进展。特别是，Edelweiss和CDMS的合作正在实现灵敏度，能够挑战DAMA的数据，这些数据被解释为60 GeV区域质量的WIMP的证据。与此同时，基于对地球、太阳和银河系中中性伴子-中性伴子相互作用的湮灭产物的观测的间接搜索也产生了有趣的结果。例如，Superkamiokande的分析现在表明，限制与最佳直接搜索结果相当。

由直接暗物质探测数据确定WIMP质量的改进

Improvement of the Determination of the WIMP Mass from Direct Dark Matter Detection Data

弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。我们开发了一种独立于模型的方法，通过使用数据（即，测量的反冲能量）的直接检测实验。我们的方法是独立于尚未未知的WIMP密度在地球附近的WIMP速度分布的形式，以及WIMP核截面。然而，它需要来自具有不同靶核的至少两个探测器的正信号。在这项工作的第一阶段，我们发现了一个系统的偏离重建的WIMP质量从真正的重WIMP。现在，我们改进了这种方法，使这种偏差可以大大减少，即使是非常高的WIMP质量。重建质量的统计误差也有所减少。在无背景的实验中，用2次50个事例就可以确定~ 50 GeV的WIMP质量，误差约为35%。

利用电信级电光和光纤元件探测中微子和WIMP的新方法

A new approach to neutrino and WIMP detection using telecom-grade electrooptic and fiber-optic components

低能核反冲产生的密集能量沉积通过热声效应产生短暂而强烈的压力脉冲，可用于某些对声光扰动敏感的光纤设备中的WIMP或中微子检测。描述了几种可能的检测方案：所有这些方案都受到现代光纤传感器技术的启发，并具有低成本和预期对最低电离背景不敏感的共同特征。

通过自旋相关相互作用探测WIMP风

Detecting the WIMP-wind via spin-dependent interactions

揭示暗物质的本质是天体物理学中最有趣的任务之一。测量反冲角的分布被认为是探测暗物质的最可靠的方法之一。我们专注于通过自旋相关的相互作用的测量，并研究了与四氟化碳（$\rm CF_4$）气体的可行性，同时考虑到现有的三维跟踪检测器的性能。因此，我们发现，它是非常有可能通过自旋相关的相互作用检测到一个积极的签名的暗物质。

利用直接暗物质探测数据约束自旋无关的WIMP-核子耦合

Constraining the Spin-Independent WIMP-Nucleon Coupling from Direct Dark Matter Detection Data

弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。为了理解WIMP的性质，并在对撞机产生的新粒子中识别它们（希望在不久的将来），通过直接暗物质探测实验确定它们的质量及其与核子的耦合是必不可少的。基于我们的方法来确定WIMP质量模型独立于实验数据，我们提出了一种方法，也估计自旋无关（SI）的WIMP核子耦合直接使用测量的反冲能。该方法不依赖于迄今未知的晕WIMP的速度分布。尽管局域WIMP密度的不确定性（因子为~ 2），一旦两个（或更多）不同靶核的实验获得阳性信号，至少可以给出SI WIMP-核子耦合的上限。在无背景的环境中，对于质量为100 GeV的WIMP，其核子上的SI耦合原则上可以估计为只有~ 15%的统计误差，每次实验只有50个事件。

CRESST暗物质搜寻

The CRESST Dark Matter Search

介绍了CRESST（Cryogenic Rare Event Search using Superconducting Thermometers）的现状和有关探测器研制的新成果。CRESST的基本技术是通过测量弱相互作用大质量粒子（WIMP）引起的核反冲产生的非热声子来寻找粒子暗物质（WIMPS）。结合新开发的同时测量闪烁光的方法，强大的背景歧视是可能的，导致在WIMP检测灵敏度大幅增加。CRESST的短期和长期前景进行了讨论。

定向暗物质探测的最大补丁方法

The Maximum Patch Method for Directional Dark Matter Detection

目前和计划中的暗物质探测实验在不太清楚的背景条件下寻找WIMP引起的核反冲。在这种环境下，最大间隙统计方法提供了一种通过结合已知信号信息来设置更灵敏的截面上限的方法。我们给出了计划定向暗物质探测实验上限的数值计算方法，该实验将根据二维相空间中事件之间的间隙测量反冲能量和角度。

从低温暗物质搜索的双塔运行中对自旋无关的WIMP-核子相互作用的限制

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。