Optimizing EDELWEISS detectors for low-mass WIMP searches
研究了EDELWEISS探测器在寻找低质量弱相互作用大质量粒子（WIMPs）方面的物理潜力。使用数据驱动的背景模型，预计排除限制计算使用频率和多变量分析方法，即配置文件的可能性和提升决策树。目前和可实现的实验性能被认为是。探测器优化的最佳策略关键取决于重点是否放在低于或高于$\sim$ 5 GeV/c $^2$的WIMP质量。预计的灵敏度为下一阶段的EDELWEISS-III实验在Modane地下实验室（LSM）的低质量WIMP搜索。到2018年，对于2 - 5 GeV/c $^2$的WIMP质量，自旋无关的WIMP-核子截面的上限预计为$-$ cm $^2$。未来的百公斤规模的实验设计，以达到太阳中微子的相干散射所施加的界限的要求也进行了说明。通过提高电离分辨率下降到50 eV的$_{ee}$，我们表明，这样的实验安装在一个更低的背景环境（如在SNOLAB）应允许观察约80 $^8$ B中微子事件后的歧视。
2017-07-12 astro-ph.CO physics.ins-det
Improved EDELWEISS-III sensitivity for low-mass WIMPs using a profile likelihood approach
本文报道了利用EDELWEISS-III实验对质量范围为$m_χ\in [4, 30]\,\mathrm{GeV}/c^2$的弱相互作用大质量粒子（WIMP）进行暗物质搜索的结果。一个2D的配置文件的可能性分析进行的数据，从八个选定的探测器与最低的能量阈值，导致496公斤-天的组合基准曝光。$γ$ -和$β$ -辐射的外部背景、$^{206}$ Pb和中子的反冲以及探测器的固有背景均根据感兴趣区域外的数据进行建模，并在分析中进行约束。基本的数据选择和大多数背景模型与先前发表的基于提升决策树（BDT）的分析中使用的相同。对于本文所述分析中应用的似然方法，较大的信号效率和预期背景的扣除导致较高的灵敏度，特别是对于探测的最低WIMP质量。没有发现统计学上显著的信号，自旋无关的WIMP-核子散射截面的上限可以用基于轮廓似然检验统计的假设检验来设定。90% C. L。针对具有$m_χ= 4\,\mathrm{GeV/}c^2$的WIMP设置的排除限制是$1.6 \times 10^{-39}\,\mathrm{cm^2}$，这是相对于基于BDT的分析的7倍的改进。对于高于$15\,\mathrm{GeV/}c^2$的WIMP质量，两种分析发现的排除限非常一致。
2016-09-20 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
Final results of the EDELWEISS-II WIMP search using a 4-kg array of cryogenic germanium detectors with interleaved electrodes
EDELWEISS-II合作项目已经完成了对WIMP暗物质的直接搜索，在Modane的Souterrain实验室使用了10个400克的低温锗探测器阵列。热声子传感器和电荷收集电极与交错的几何形状的组合使用，使有效的拒绝伽马诱导的放射性以及近表面的相互作用。已达到384 kg.d的总有效暴露量，主要来自14个月的连续操作。在20 keV以上观测到五个核反冲候选者，而估计的背景是3.0个事件。这一结果被解释在限制的横截面上的自旋无关的相互作用的WIMP和核子。对于质量为85 GeV的WIMP，在90%CL下不存在4.4 × 10 ^-8 pb的截面。新的约束条件也设置在模型中的WIMP核子散射是非弹性的。
2011-08-31 astro-ph.CO hep-ex
First results of the EDELWEISS-II WIMP search using Ge cryogenic detectors with interleaved electrodes
EDELWEISS-II合作项目利用10个400 g热电离低温探测器阵列直接搜索WIMP暗物质，探测器配有交错电极，可排除近地表事件。在莫达内的南地形水库已经连续运行了六个月。一个核反冲候选人在20 keV以上的有效曝光量为144 kgd的观察解释的限制自旋无关的相互作用的WIMP和核子的横截面。对于质量为80 GeV/c2的WIMP，在90%CL下不包括1.0 × 10 ^-7 pb的截面。这一结果首次证明了这些简单而强大的探测器在实际WIMP搜索实验中具有非常高的背景抑制能力。
2009-12-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
EDELWEISS-II Dark Matter Search : status and first results
EDELWEISS II实验致力于寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP），它将构成我们银河系的暗物质晕。为此，实验使用了低温锗探测器，冷却到20 mK，其中WIMP与原子核的碰撞产生电离和温度升高方面的特征信号。我们将介绍安装在Frejus隧道地下实验室的探测器首次运行的初步结果，证明迄今为止达到的非常低的放射性背景条件。新的探测器，具有一个特殊的电极设计的表面事件的主动拒绝，已被证明是适合于搜索的WIMP与核子的散射截面远低于10-8铅。WIMP搜索与第一组这些探测器的初步结果。
2009-12-07 astro-ph.CO astro-ph.IM
Combined Limits on WIMPs from the CDMS and EDELWEISS Experiments
CDMS和EDELWEISS的合作结合了他们使用低温锗探测器直接搜索暗物质的结果。总数据集代表614 kg.d当量接触。在实验之间交换数据之前，选择了一种简单的组合方法。结果解释的限制自旋无关的WIMP核子截面。对于质量为90 GeV/c^2的WIMP，这种分析是最灵敏的，在90% CL下排除了3.3 x 10^{-44} cm ^2的截面。在更高的WIMP质量下，这种组合使单个极限提高了1.6倍，高于700 GeV/c^2。结合数据的替代方法为WIMP质量的某些范围提供了更强的约束，而为其他范围提供了更弱的约束。
2011-07-08 astro-ph.CO hep-ex
Status of the EDELWEISS-II experiment
EDELWEISS是位于Modane地下实验室低放射性环境中的直接暗物质搜索实验。该实验使用Ge探测器在非常低的温度，以确定最终罕见的核反冲引起的弹性散射的WIMP从我们的星系晕。我们目前的实验，涉及超过7公斤的锗，已于2007年完成的第二阶段的调试结果。我们描述了两种新类型的探测器与主动拒绝的事件，由于表面污染。为了实现当前相位10-8 pb横截面测量的物理目标，需要这种有源抑制。
2009-01-14 astro-ph.CO astro-ph.IM
Signals induced by charge-trapping in EDELWEISS FID detectors: analytical modeling and applications
EDELWEISS-III直接暗物质搜索实验使用低温HP-Ge探测器，完全覆盖有数字化电极（FID）。它们在低场（$<1\;\mathrm{V/cm}$）下工作，因此电荷载流子捕获显著影响电离和热能测量。本文根据Shockley-Ramo定理建立了FID探测器中陷阱电荷感应信号的解析模型。它是用来证明否决电极，最初设计的唯一目的的表面事件拒绝，可以用来提供一个灵敏度的能量沉积物的深度，表征在晶体中的捕获，执行热和电离能的校正和提高电离基线分辨率。这些程序成功地应用于实际数据。
2016-06-29 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Searches for axions with the EDELWEISS experiment
EDELWEISS实验的主要目的是使用锗测辐射热计直接探测WIMP。它对轴子引起的低能电子反冲也很敏感。我们提出了新的约束的EDELWEISS-II实验数据的耦合的轴子。使用高达448~kg·d的总曝光量，我们在四种涉及轴子起源和耦合的不同假设的情况下，搜索了轴子诱导的电子反冲到2.5~keV。我们对$g_{Aγ}<2.15\times 10^{-9}$ ~GeV $^{-1}$的光子在未被轴子太阳镜完全覆盖的质量范围内的耦合设定了95~\%的CL极限。我们将耦合约束到电子，$g_{Ae} < 2.59\times 10^{-11}$，类似于更间接的太阳中微子约束。最后，我们对$g_{Ae}\times g_{AN}^{\rm eff}<4.82 \times 10^{-17}$进行了限制，其中$g_{AN}^{\rm eff}$是$^{57}$ Fe的有效轴子-核子耦合。结合这些结果，我们完全排除了DFSZ轴子的质量范围$0.91\,{\rm eV}<m_A<80$ ~keV和KSVZ轴子的质量范围$5.73\,{\rm eV}<m_A<40$ ~keV。
2013-09-12 astro-ph.CO hep-ph
Muon-induced background in the EDELWEISS dark matter search
在EDELWEISS暗物质搜索中，对2009年和2010年获得的数据集进行了专门的μ子诱导背景分析。测量到莫达内西南地区地下的总μ子通量为$Φ_μ=(5.4\pm 0.2 ^{+0.5}_{-0.9})$，μ子/m $^2$ /d。μ子否决系统的模块化设计允许μ子轨迹的重建，从而确定LSM中的角相关μ子通量。结果与MC模拟和早期的测量结果吻合良好。μ子否决系统与Ge探测器阵列的声子和电离信号的同步允许识别μ子引起的事件。提取所有μ子诱导事件$Γ^μ=(0.172 \pm 0.012)\, \rm{evts}/(\rm{kg \cdot d})$和WIMP样事件$Γ^{μ-n} = 0.008^{+0.005}_{-0.004}\, \rm{evts}/(\rm{kg \cdot d})$的发生率。在否决之后，在EDELWEISS-II暗物质搜索中被接受的μ子诱导中子的剩余率被确定为$Γ^{μ-n}_{\rm irred} < 6\cdot 10^{-4} \, \rm{evts}/(\rm{kg \cdot d})$在90%，C. L。基于这些结果，EDELWEISS-3的预期暴露量为3000\，\kgd \的μ子诱导背景预期为$N^{μ-n}_{3000 kg\cdot d} < 0.6$事件。
2013-02-28 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Directional Sensitivity In Light-Mass Dark Matter Searches With Single-Electron Resolution Ionization Detectors
提出了一种利用固态探测器对暗物质相互作用具有方向灵敏度的方法来探测来自星系源的低质量弱相互作用大质量粒子（WIMPs）。尽管有大量的文献用于具有方向灵敏度的大质量WIMP探测器，但没有可用的技术存在以覆盖质量范围<1 GeV的WIMP。我们认为，单电子分辨率的半导体探测器允许方向灵敏度，一旦正确校准。我们研究了常用的半导体材料对这些低质量WIMP相互作用的响应。
2018-03-19 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ex
CDMSlite: A Search for Low-Mass WIMPs using Voltage-Assisted Calorimetric Ionization Detection in the SuperCDMS Experiment
SuperCDMS是一项旨在直接探测弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的实验，WIMPs是宇宙中无处不在的暗物质的首选候选者。在本文中，我们提出了WIMP的搜索结果使用量热技术，我们称之为CDMSlite，它依赖于电压辅助卢克-内加诺夫放大的电离能沉积的粒子相互作用。这些数据是在苏丹地下实验室用一个0.6公斤的锗探测器收集的，探测器运行了10天。一个低的能量阈值为170 eVee（电子当量），这使我们能够限制新的WIMP核子自旋无关的参数空间的WIMP质量低于6 GeV/c2。
2013-12-20 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Light WIMP Searches: The Effect of the Uncertainty in Recoil Energy Scale and Quenching Factor
以液体氙探测器为例，一个强大的反冲能量校准的重要性，作为一个先决条件，寻找轻质量弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的强调。重要的不足之处，在现有的测量分析的相对闪烁效率和电离产额的核反冲在液体氙，导致的结论是，最近试图提取光WIMP灵敏度限制的XENON10和XENON100探测器是不成熟的，过于乐观。
2010-10-25 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Light dark matter search with DarkSide-50
DarkSide-50基于电离信号搜寻轻暗物质，改进WIMP-核子作用上限并扩展至低质量，同时约束暗物质-电子相互作用。
2023-06-21 astro-ph.CO hep-ex
Results on Low-Mass Weakly Interacting Massive Particles from an 11 kg-day Target Exposure of DAMIC at SNOLAB
我们提出了限制弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的存在，从11千克-天的目标暴露的DAMIC实验在SNOLAB地下实验室。在DAMIC CCD中观察到的电子等效能量为$>$ 200 eV $_{\rm ee}$的电离事件的能谱和空间分布与天然放射性背景一致。在50 eV $_{\rm ee}$的分析阈值以上观察到过量的电离事件。虽然这种低能量过剩的起源需要进一步调查，我们的数据排除自旋无关的WIMP-核子散射截面$σ_{χ-n}$低至$3\times 10^{-41}$厘米$^2$的WIMP质量$m_χ$从7至10 GeV $c^{-2}$。这些结果是硅靶对具有$m_χ$ $<$ 9 GeV $c^{-2}$的WIMP存在的最强约束，并且与2013年CDMS硅实验观察到的过量核反冲事件的任何暗物质解释直接相关。
2020-12-25 astro-ph.CO hep-ex
Dark Matter annihilation energy output and its effects on the high-z IGM
我们研究的情况下，DM自我湮灭，以评估其重要性作为一种能量注入机制，IGM一般，并在特定的DM晕的介质。我们认为热遗迹WIMP粒子的质量为10 GeV和1 TeV，我们详细分析了DM在$Λ$ CDM宇宙学的聚类特性，在所有层次上，从晕和它们的质量函数，subhaloes和DM密度分布在其中，考虑绝热收缩的SMBH的存在。然后，我们计算相应的能量输出，得出结论，DM湮灭不构成一个重要的反馈机制。我们还计算了DM湮灭对IGM温度和电离分数的影响，发现在z ~ 10处，假设能量吸收最大，对于1 TeV的WIMP，IGM温度可以提高到$6 \times 10^{-4}$，电离分数可以提高到10 K;对于10 GeV的WIMP，IGM温度可以提高到200 K，电离分数可以提高到$8 \times 10^{-3}$ .我们的结论是DM湮灭不能被视为一种替代的再电离方案。关于通过修改21 cm差分亮温信号（$δ$ Tb）来探测WIMP的可探测性，我们得出结论，质量为1 TeV的热遗迹WIMP不太可能单独从全球信号中被探测到，除非在30 MHz < $ν$ <35 MHz对应于40 < z < 46的频率范围内的1- 3 mK水平上。然而，10 GeV质量的WIMP可以在1- 3 mK的水平上在55 MHz < $ν$ <119 MHz的频率范围内检测到，对应于11 < z < 25，并且在1- …
2014-08-29 astro-ph.CO
Ionization of atoms by slow heavy particles, including dark matter
在慢重粒子与束缚电子的散射过程中，原子和分子会发生电离，这种涉及亲轻子的大质量弱相互作用粒子（WIMPs）的相互作用是DAMA暗物质直接探测实验中异常的9 σ年调制现象的一个有希望的可能解释[R. Bernabei等人，EUR. J. C 73，2648（2013）]。我们证明了这种相互作用的玻恩近似的适用性，通过显示其等效的半经典绝热处理慢移动的WIMPs的原子电离。传统观点认为，这样一个过程的电离概率应该是指数级的小。然而，我们发现，由于非解析，尖状行为的库仑函数靠近核这种抑制被删除，导致有效的原子结构增强。至关重要的是，我们还表明电子相对论效应实际上对这样的过程做出了主要贡献，将微分截面增强了1000倍。
2016-01-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
A low-mass dark matter search using ionization signals in XENON100
我们用XENON 100探测器进行了一次低质量暗物质的探测，探测量为30\，kg $\times$ yr。通过降低对闪烁信号的要求，仅使用电离信号来确定相互作用能，我们将用于检测核反冲的能量阈值降低到0.7keV。没有暗物质探测可以声称，因为一个完整的背景模型不能构建没有一个主要的闪烁信号。相反，我们计算一个上限的WIMP-核子散射截面的假设下，每个事件通过我们的选择标准可能是一个信号事件。在0.7 - 9.1 keV的能量区间上，我们导出了自旋无关的WIMP-核子截面的一个极限，在90%的置信水平下，该极限排除了质量大于$1.4 \times 10^{-41}$ 1，cm $^2$的6，GeV/ $c^2$的WIMP.
2016-12-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
WIMP-Search Results from the Second CDMSlite Run
CDMS低电离阈值实验（CDMSlite）使用在相对高的偏置电压下操作的低温锗探测器来放大声子信号，以寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）。结果是从第二个CDMSlite运行与70公斤天的曝光，达到了低至56 eV的电子反冲的能量阈值。一个fiducialization削减减少背景低于先前报告的CDMSlite。对于质量在1.6和5.5 GeV/ $c^2$之间的WIMP-核子自旋无关截面，排除了新的参数空间.
2016-03-09 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Search for low-mass WIMPs in a 0.6 kg day exposure of the DAMIC experiment at SNOLAB
我们目前的结果进行了暗物质搜索与0.6公斤日曝光的DAMIC实验在SNOLAB地下实验室。我们测量的能谱的电离事件在体硅的电荷耦合器件下降到60 eV的电子当量的信号。这些数据与辐射背景一致，并相应地对自旋无关的WIMP-核子弹性散射截面进行了约束。一个区域的参数空间相关的潜在信号从CDMS-II硅实验被排除使用相同的目标为第一次。这一结果表明，在有限的曝光量下获得的潜力，探索低质量的WIMP区域（<10 GeV/ $c^{2}$）的即将到来的DAMIC 100，目前正在安装在SNOLAB的100 g探测器。
2016-11-10 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Constraining Mixed Dark-Matter Scenarios of WIMPs and Primordial Black Holes from CMB and 21-cm observations
我们考虑的暗物质（DM）的方案组成的混合物的WIMP和PBH和研究有多少比例的总DM可以PBH。在这种情况下，PBH可以吸积的WIMP，从而增强加热和电离的星系际介质由于WIMP湮灭。我们表明，CMB数据可以给严格的界限上允许的PBH分数是可比的，甚至比那些从伽马射线数据依赖于DM质量更紧。例如，MCMC似然分析使用普朗克CMB数据导致绑定PBH DM分数相对于总的暗物质$f_{\rm PBH} \lesssim {\cal O}( 10^{-10}\sim 10^{-8})$的WIMP质量$m_χ\sim {\cal O}(10\sim 10^3)$ GeV与传统的DM湮灭截面$\langle σv \rangle=3 \times 10^{-26}~\rm cm^3/s $。我们还研究了全球21厘米信号测量的可行性，以提供严格的限制PBH分数。
2021-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Accurate electron-recoil ionization factors for dark matter direct detection in xenon, krypton and argon
本文计算了氩、氪和氙中暗物质诱导电子电离的原子因子并给出表格化结果，涵盖多种电子耦合类型，同时检验了计算精度并展示了XENON1T事件率对低能响应建模的依赖。
2023-05-09 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
Results on Low-Mass Weakly Interacting Massive Particles from a 11 kg d Target Exposure of DAMIC at SNOLAB (ICRC2021 Proceedings)
过去几十年的实验努力在探测10到10 $^4$ GeV/ $c^2$范围内的WIMP（弱相互作用大质量粒子）方面一直不成功，因此激发了对较轻暗物质的探索。SNOLAB实验中的DAMIC（DArk Matter In CCD）旨在通过CCD（电荷耦合器件）直接探测亮暗物质粒子（$m_χ<$ 10 GeV/ $c^2$）。为此，使用全耗尽675 $μ$ m厚CCD。优化的读出噪声和低温下的操作允许50 eV的$_{\text{ee}}$电子等效能量的检测阈值。DAMIC专注于核散射和电子散射作为潜在的检测过程，迄今为止已经在低质量WIMP和隐藏扇区粒子的检测上设置了竞争性限制。在这项工作中，利用11千克-天的曝光数据集，通过建立第一个全面的CCD放射性背景模型来搜索轻WIMP。不同的背景源进行区分，使联合使用的空间分布和电离事件的能量，从而约束的污染物，如氚从硅宇宙成因活化和表面铅-210从氡板出的量。尽管在200 eV以下$_{\text{ee}}$的事件明显、显著地过量，但是对于1 GeV $< m_χc^2<$ 9 GeV的硅靶，该分析对WIMP-核子散射截面设置了最强的排除限制。
2021-10-03 astro-ph.CO physics.ins-det
Channeling in direct dark matter detection III: channeling fraction in CsI crystals
在与WIMP碰撞后，离子反冲的通道效应改变了直接检测实验中的电离信号，产生了比预期更大的信号闪烁或电离。我们估计通道反冲离子在CsI晶体中的分数，使用自20世纪60年代和70年代以来产生的分析模型来描述通道和阻塞效应。
2010-11-03 astro-ph.CO
CMB Constraints on WIMP Annihilation: Energy Absorption During the Recombination Epoch
我们详细计算了暗物质湮灭注入的能量在z ~ 1000处加热和电离光子-重子等离子体的速率，并为广泛的湮灭通道和DM质量的相关红移范围提供了精确的拟合函数。由此产生的扰动的电离历史可以约束的CMB温度和偏振角功率谱的测量。我们表明，模型，适合最近测量的过剩10-1000 GeV的电子和正电子宇宙射线已经接近95%的置信限从WMAP。最近发射的普朗克卫星将能够排除DM对这些过度的广泛解释。在暗物质的模型与索默托增强湮灭，其中sigma v上升与WIMP速度下降，直到某个饱和点，WMAP 5的约束意味着，增强必须接近地球附近的饱和。
2009-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Channeling in solid Xe, Ar and Ne direct dark matter detectors
在与WIMP碰撞后，离子反冲的通道效应改变了直接检测实验中的电离信号，产生了比预期更大的闪烁或电离信号。我们给出了估计的分数通道反冲离子在固体氘，氩和氖晶体使用的分析模型，自20世纪60年代和70年代以来，描述沟道和阻塞效应。
2011-06-14 astro-ph.CO
Daily Modulation of the Dark Matter Signal in Crystalline Detectors
晶体中的沟道效应是指带电离子在晶体中的穿透与取向的关系。在直接暗物质晶体探测器中，通道离子在与WIMP碰撞后反冲，将其所有能量都给了电子。因此，沟道效应增加了预期来自WIMP的电离或闪烁信号。闪烁是一种方向效应，它取决于我们银河系暗晕中WIMP的速度分布，并可能导致信号的每日调制。我将提出直接暗物质探测器中每日调制的预期幅度的估计，这既是由于通道效应，也是由于地球绕自身的旋转速度。
2011-09-04 astro-ph.CO astro-ph.IM
Recoiling Ion-Channeling in Direct Dark Matter Detectors
在直接探测实验中，WIMP碰撞后反冲核在晶体探测器中的通道效应会产生比预期更大的闪烁或电离信号。我目前估计的通道分数使用分析模型从20世纪60年代起，描述通道和阻塞效应。我们发现分数太小，影响适合潜在的WIMP候选人。我也检查了探测到由于通灵而导致的暗物质信号的每日调制的可能性。
2012-01-22 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Probing Sub-GeV Dark Matter with the Migdal Effect at JUNO
Sogang University（西江大学）；Center for Quantum Spacetime, Sogang University（西江大学时空量子中心）
本研究探讨JUNO探测器对亚GeV WIMPs引发的米格达尔电离信号的灵敏度，利用其大靶质量和年调制效应分离信号，有望在亚GeV质量范围实现自旋相关相互作用的世界领先探测灵敏度。
2026-08-20 astro-ph.CO hep-ph
Daily modulation due to channeling in direct dark matter crystalline detectors
在直接暗物质晶体探测器中，离子与WIMP碰撞后反冲的通道效应产生了比预期更大的闪烁或电离信号。闪烁是一种方向性效应，它取决于我们银河系暗晕中WIMP的速度分布，并可能导致信号的每日调制。在这里，我们计算上限的预期幅度的每日调制由于沟道使用沟道分数，我们获得了分析模型在以前的工作。在开发的一般形式主义，我们研究的可能性，找到一个日常的调制由于通道的数据已经收集的DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验。我们发现，即使是最大的日常调制幅度（在某些情况下，10%的顺序）将无法观察到的标准晕中的WIMP在13年的数据所采取的DAMA合作。要观察到这些，DAMA总比率应是其实际值的1/40，或者总DAMA暴露量应是实际值的40倍。在未来的实验中，由于沟道效应而产生的日调制将很难测量。我们发现，它可以观察到轻WIMP固体Ne，假设没有背景。
2011-06-20 astro-ph.CO
Ion-Channeling in Direct Dark Matter Crystalline Detectors
在直接探测实验中，WIMP碰撞后反冲核在晶体探测器中的通道效应会产生比预期更大的闪烁或电离信号。我目前的估计，这种影响在碘化钠，硅和锗晶体的重要性，从20世纪60年代起开发的分析模型来描述沟道和阻塞效应。
2010-12-17 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
An Effective Field Theory Analysis of the First LUX Dark Matter Search
大型地下氙（LUX）暗物质搜索是一个250公斤的有效质量双相时间投影室，通过检测入射到氙目标上的粒子的光和电离信号来运行。于二零一五年十二月，LUX报告最低90%上限C. L。在其第一次科学运行中，基于1.4e4 kg* 天的暴露，在自旋无关的WIMP-核子弹性散射截面上的6 e-46 cm ^2。实验之间的紧张关系和缺乏明确的阳性检测表明，在标准的自旋独立/自旋依赖范式之外寻找WIMP是谨慎的。最近的理论工作已经确定了一个完整的基础，14个独立的有效场论（EFT）运营商来描述WIMP核子相互作用。除了自旋无关和自旋相关的核反应，这些运营商可以产生新的响应，如角动量相关和自旋轨道耦合。在这里，我们报告了对所有14个EFT耦合的搜索与LUX的第一次科学运行的数据。限制被放置在每个耦合作为WIMP质量的函数。
2020-03-24 astro-ph.CO
Physics reach of the XENON1T dark matter experiment
XENON 1 T实验目前正处于意大利Gran Sasso国家实验室的试运行阶段。在这篇文章中，我们研究了实验的预期灵敏度的自旋无关的WIMP核子相互作用截面，电子和核反冲背景的Monte Carlo预测的基础上。在应用任何选择来区分电子反冲和核反冲之前，在$1$吨基准体积和（$1$，$12$）keV电子反冲等效能量区域中的总电子反冲背景是$(1.80 \pm 0.15) \cdot 10^{-4}$（$\rm{kg} \cdot day \cdot keV)^{-1}$，主要是由于氙靶内的$^{222}\rm{Rn}$子体的衰变。在相应的核反冲当量能区（$4$，$50$）keV，核反冲本底由辐射中子产生的$(0.6 \pm 0.1)$（$\rm{t} \cdot y)^{-1}$）、中微子相干散射产生的$(1.8 \pm 0.3) \cdot 10^{-2}$（$\rm{t} \cdot y)^{-1}$）和小于μ子感生中子产生的$0.01$（$\rm{t} \cdot y)^{-1}$）组成。XENON 1 T的灵敏度是在将电子和核反冲的沉积能量转换为探测器中观察到的闪烁和电离信号后，使用剖面似然比方法计算的。我们考虑到系统的不确定性的光子和电子发射模型，并在背景的估计，作为滋扰参数处理。主要贡献来自于相对闪烁效率$\mathcal{L}_\mathrm{eff}$，它同时影响…
2016-04-15 astro-ph.CO physics.ins-det
The XENON1T Dark Matter Experiment
在大萨索国立科学院（LNGS）进行的XENON1T实验是第一个使用吨级以上液体氙靶质量运行的WIMP暗物质探测器。在其3.2吨液态氙存量中，2.0吨构成双相时间投影室的活动靶。闪烁和电离信号从粒子相互作用的低背景光电倍增管检测。本文介绍了XENON1T仪器及其子系统以及实现前所未有的低本底水平的策略。还介绍了检测器响应和子系统性能的初步结果。
2017-08-23 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Current Dark Matter Annihilation Constraints from CMB and Low-Redshift Data
更新的约束暗物质截面和质量的结合CMB功率谱测量普朗克，WMAP 9，ACT，和SPT以及几个低红移数据集（BAO，HST，超新星）。对于CMB数据集，我们将WMAP 9温度和偏振数据（l <= 431）与普朗克温度数据（432 < l < 2500）、ACT和SPT数据（l > 2500）以及普朗克CMB四点透镜测量相结合。我们允许红移依赖的能量沉积从暗物质湮灭通过使用“通用”的能量吸收曲线。我们还包括一个更新的治疗的激发，加热，和电离能分数，并提供更新的沉积效率因子（f_eff）为41个不同的暗物质模型。假设完美的能量沉积（f_eff = 1）和热截面，质量低于26 GeV的暗物质排除在2西格玛水平。假设f_eff = 0.2的更一般的效率，热暗物质质量低于5 GeV是不利的，在2西格玛水平。这些限值比单独使用WMAP 9数据的限值提高了约2倍。这些目前的限制探针，但不排除，暗物质作为一个解释报告的异常间接检测观测AMS-02/PAMELA和费米伽马射线内星系数据。他们还探测了相关模型，这些模型可以解释CDMS，CRESST，CoGeNT和DAMA的异常直接探测事件，因为它们起源于一个通用的热WIMP。来自完整普朗克释放的投影约束应该将电流限制提高约2倍，但不会明确探测这些信号。拟议中的CMB第四阶段实验将更果断地探索相关区域，并将普朗克约束改进约2倍。
2014-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Low-Mass Dark Matter Search with the DarkSide-50 Experiment
我们给出了用低放射性氩靶寻找质量在20 GeV/c^2以下的暗物质WIMP的结果。数据是在Gran Sasso（LNGS）的Nazionali del Gran Sasso（LNGS）使用DarkSide-50装置获得的。该分析基于电离信号，对于该电离信号，DarkSide-50时间投影室在0.1 keVee下是完全有效的。在0.5 keVee的检测器中观察到的速率约为1.5事件/keVee/kg/天，几乎完全由已知的背景源解释。我们获得了90%的C. L。对于核子上暗物质的自旋无关截面，排除极限高于1.8 GeV/c^2，将暗物质的排除区域扩展到低于先前在1.8-6 GeV/c^2范围内的极限。
2018-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
