First search for the absorption of fermionic dark matter with the PandaX-4T experiment
与暗物质在原子核上的弹性散射相比,原子核对费米子暗物质的吸收为寻找具有特征单能信号的轻暗物质开辟了一条新的途径。在这封信中,我们探索了来自PandaX-4 T调试运行的$95.0$日数据,并报告了通过中性电流过程对费米暗物质吸收信号的第一个专门搜索结果。没有发现显著的信号,并且在暗物质-核子相互作用截面上的最低极限被设置为$1.5\times10^{-50}$ cm $^2$,对于具有90%置信水平的$40$ MeV/ $c^2$的费米子暗物质质量。
2022-10-14 hep-ex
An improved design of the readout base board of the photomultiplier tube for future PandaX dark matter experiments
PandaX项目包括一系列基于氙的实验,用于寻找暗物质(DM)粒子和研究中微子的基本性质。下一个DM实验PandaX-4 T将在敏感体积中使用4吨液体氙,这几乎是前一个实验PandaX-II的7倍。由于目标质量的增加,在同一探测器中同时搜索DM和无中微子双β衰变($0νββ$)信号的灵敏度将得到显著提高。然而,对于$0νββ$信号,感兴趣的典型能量处于MeV尺度,这比最流行的DM信号的能量高得多。在光电倍增管(PMT)的基线读出方案中,动态范围非常有限。来自探测器顶部阵列中大多数光电倍增管的信号在MeV能量下严重饱和。这会降低$0νββ$搜索灵敏度。在本文中,我们报告了一种新的设计的读出基板的光电倍增管为未来的PandaX DM实验,并提出其改进的性能的动态范围。
2020-12-06 hep-ex physics.ins-det
Readout electronics and data acquisition system of PandaX-4T experiment
PandaX-4 T是位于中国锦屏地下实验室的暗物质直接探测实验。中心装置是一个双相氙探测器,在灵敏体积中含有4吨液体氙,在探测器的顶部和底部装有大约500个光电倍增管。在本文中,我们提出了一个全新的读出电子学和数据采集系统的PandaX-4 T实验。与之前PandaX暗物质实验中使用的系统相比,新系统具有无源读出和更高的带宽。在无源读出的情况下,暗物质搜索不会受到外部触发器效率损失的影响。该系统以96%的平均效率记录了占主导地位的光电倍增管的单个光电子信号,并实现了超过450 MB/s的带宽。该系统已被用于成功地获取数据在PandaX-4 T的调试运行。
2022-02-16 hep-ex physics.ins-det
Search for Light Dark Matter-Electron Scatterings in the PandaX-II Experiment
我们报告的约束轻暗物质通过其与壳层电子在PandaX-II液体氙探测器与总46.9吨$\cdot$天曝光的相互作用。为了有效地搜索这些非常低能量的电子反冲,从数据中选择仅电离信号。1821个候选者在50至75个光电子之间的电离信号范围内被识别,对应于0.08至0.15 keV的平均电子反冲能量。90% C. L。基于泊松统计量计算了暗物质与电子散射截面的排斥限。在点相互作用的假设下,我们提供了世界上最严格的限制范围内的暗物质质量范围从15至30 $\rm MeV/c^2$,与相应的横截面从$2.5\times10^{-37}$到$3.1\times10^{-38}$厘米$^2$。
2021-05-07 hep-ex
Search for dark matter from the first data of the PandaX-II experiment
介绍了从PandaX-II实验的第一批数据中进行WIMP暗物质搜索的结果。PandaX-II实验使用500公斤规模的双相液体氙时间投影室,在中国金平地下实验室运行。第一个数据对应于$3.1\times10^{4}$ kg-天的总暴露量。选择后的观测数据与背景预期一致,并导出了WIMP质量在5 GeV/c $^2$ ~ 1000 GeV/ $c^{2}$范围内自旋无关的WIMP-核子截面的上限.在WIMP质量为40 GeV/c $^2$时,获得的最低截面极限为2.5 $\times$ × 10 $^{-46}$ cm $^2$。
2016-12-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Exothermic Dark Matter with Light Mediator after LUX and PandaX-II in 2016
暗物质(DM)直接探测研究了具有以下性质的模型:违反同位旋耦合、放热散射和/或光介质,目的是减少CDMS-Si正信号和其他负搜索之间的紧张关系.特别是,我们专注于非标准的有效运营商,可能会导致自旋无关的DM-核散射的转移动量或DM速度的非平凡依赖。因此,这种有效的操作员选择对最终配件的影响非常轻微。此外,通过包括来自LUX,PandaX-II,XENON 1 T和PICO-60的最新约束,我们发现,对于几乎所有考虑的模型,预测的CDMS-Si信号区域要么受到LUX,PandaX-II,XENON 1 T和PICO-60数据的严重约束,要么完全被排除在外,包括最有前途的有/没有光介体的疏氙放热DM模型。因此,我们得出结论,目前的DM框架是很难解释的CDMS-Si过剩。
2017-09-18 hep-ex hep-ph
Development of the Liquid Level Meters for the PandaX Dark Matter Detector
两相氙探测器是直接寻找暗物质的前沿。这种探测器以液体氙为敏感靶,工作在气/液两相模式,需要对液位进行亚毫米级的监测和控制。本文介绍了PandaX暗物质探测器两种物位计的详细设计和研究。长液位计用于监测整个液位,短液位计用于监测探测器的倾斜度。这些液位计是由两个同心金属管定制的圆柱形电容器。它们的电容值由通用传感器接口芯片读取,并由PandaX慢速控制系统记录。我们介绍了导致具有长期稳定性和亚毫米精度的液位计的发展。在几天的测试操作期间,短液位计的波动(标准偏差)小于0.02 mm,长液位计的波动小于0.2 mm。
2013-07-10 hep-ex physics.ins-det
Performance of Photosensors in the PandaX-I Experiment
我们报告的长期性能的光传感器,143 1英寸R8520-406和37 3英寸R11410-MOD光电倍增管从滨松,在PandaX双相氙暗物质实验的第一阶段。这是第一次有相当数量的R11410光电倍增管在液体氙中长时间运行,为未来大型氙基暗物质实验提供了重要指导。
2016-01-29 hep-ex physics.ins-det
Little Higgs Dark Matter after PandaX-II/LUX 2016 and LHC Run-1
在具有$T$宇称的最小Higgs模型(LHT)中,$T$ -奇重光子($A_H$)是弱相互作用的,可以扮演暗物质的角色.在Higgs数据、EWPOs、$R_b$、Planck 2015暗物质遗迹丰度、PandaX-II/LUX 2016直接探测和LHC-8 TeV单喷流结果的约束下,我们研究了$A_H$暗物质的质量下限。我们发现:(1)Higgs数据、EWPO和$R_b$能排除99 GeV以下的$A_H$质量。为了产生正确的暗物质残余丰度,$A_H$必须与$T$奇夸克共湮灭($q_H$)或轻子($\ell_H$);(2)LUX(PandaX-II)2016数据可以进一步排除用于$\ell_H$共湮灭的$m_{A_H}<380 (270)$ GeV和用于$q_H-A_H$共湮灭的$m_{A_H}<350 (240)$ GeV;(3)LHC-8 TeV单喷流结果给出了$q_H$ - $A_H$共湮灭的一个强下限$m_{A_H}>540$ GeV;(4)未来的XENON 1 T(2017)实验可以完全覆盖$\ell_H$ - $A_H$共-并且将使$q_H$ - $A_H$共湮灭的$m_{A_H}$的下限推高至约640 GeV。
2016-12-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraining Dark Matter Models with a Light Mediator from PandaX-II Experiment
在中国锦屏地下实验室的PandaX-Ⅱ直接探测实验中,我们寻找了带有光介质的暗物质模型的核反冲信号。使用2016年和2017年运行中收集的数据,对应于54吨/天的总暴露量,我们设定了零动量暗物质-核子截面的上限。当介质质量与典型动量传递相当或低于典型动量传递时,这些限制强烈依赖于介质质量。我们应用我们的研究结果来约束自相互作用的暗物质模型与光介质与标准模型粒子混合,并设置强限制的模型参数空间的暗物质质量范围从$5~{\rm GeV}$到$10~{\rm TeV}$。
2018-06-14 hep-ex hep-ph
Exploring the dark matter inelastic frontier with 79.6 days of PandaX-II data
我们在这里报告的搜索结果的非弹性散射的暗物质(初始和最终状态的暗物质粒子的区别是一个小的质量分裂)与核子的第一个79.6天的PandaX-II数据(运行9)。我们设置的上限为自旋无关的WIMP核子散射截面高达300 keV/c $^2$的质量分裂在两个基准暗物质质量为1和10 TeV/c $^2$。
2017-10-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Material Screening with HPGe Counting Station for PandaX Experiment
为中国锦屏地下实验室PandaX暗物质实验的材料筛选建立了基于高纯锗探测器的γ计数站。由于设计良好的被动屏蔽,在20至2700 keV的能量范围内实现了2.6计数/分钟的低背景伽马率。由于本底率低,相对探测效率高达175%,HPGe探测器对K、U、Th等同位素的灵敏度达到mBq/kg水平,对Co、Cs的灵敏度更高。本文介绍了该计数站的结构和性能。PandaX暗物质实验所使用的材料中的放射性的详细计数结果。并对点票站的改造方案进行了探讨。
2016-09-21 hep-ex physics.ins-det
Constraining self-interacting dark matter with the full dataset of PandaX-II
自相互作用暗物质(SIDM)是一个领先的候选人提出解决流行的冷暗物质理论的预测和星系的观测之间的差异。许多SIDM模型预测存在一个光的力量载体,介导强暗物质自相互作用。如果介质耦合到标准模型粒子,它可以在暗物质直接探测实验中产生特征信号。我们报告使用PandaX-II实验的完整数据集搜索具有光介体的SIDM模型,基于132吨-天的总暴露量。没有发现明显超过背景,我们的可能性分析导致一个强大的上限的暗物质-核子耦合强度。我们进一步结合PandaX-II约束和早期宇宙中轻元素丰度的观测,并表明直接探测和宇宙学探测可以提供互补的约束暗物质模型与光介质。
2021-10-25 hep-ex hep-ph
Dark Matter Results from First 98.7-day Data of PandaX-II Experiment
利用中国金平地下实验室PandaX-II 500 kg液态氙双相时间投影室的首次物理运行数据,对WIMP暗物质进行了研究。没有暗物质的候选者被识别出高于背景。结合在调试运行期间的数据集,与3.3 $\times10^4$千克-天的总曝光量,最严格的限制之间的自旋无关的相互作用的普通和WIMP暗物质的范围内设置的暗物质质量之间的3.5和1000 GeV/c $^2$。在90%置信水平下,对于质量为40 GeV/c的WIMP $^2$,散射截面的最佳上限为$2.5\times 10^{-46}$ cm $^2$.
2016-08-23 hep-ex physics.ins-det
Probing scalar-neutrino and scalar-dark-matter interactions with PandaX-4T
SJTU Paris Elite Institute of Technology, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学巴黎卓越工程师学院);State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院暗物质物理全国重点实验室粒子天体物理 cosmology 教育部重点实验室上海粒子物理与宇宙学上海市重点实验室);State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE), Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, New Cornerstone Science Laboratory, Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院暗物质物理全国重点实验室粒子天体物理 cosmology 教育部重点实验室上海粒子物理与宇宙学上海市重点实验室新基石科学实验室李政道研究所);Shanghai Jiao Tong University Sichuan Research Institute(上海交通大学四川研究院);Jinping Deep Underground Frontier Science and Dark Matter Key Laboratory of Sichuan Province(四川省锦屏深地前沿科学与暗物质重点实验室);Yalong River Hydropower Development Company, Ltd.(雅砻江流域水电开发有限公司);School of Physics, Beihang University(北京航空航天大学物理学院)
通过PandaX-4T的136Xe双β衰变数据,在20至2800 keV能区进行首次直接谱搜索,设定了迄今为止最严格的标量介子中微子自相互作用限制,适用于介子质量低于2 MeV/c²的模型,并对缓解哈勃张力的模型施加了显著约束。
2026-05-21 hep-ex
Dark Matter Search Results from the PandaX-4T Commissioning Run
我们报告的第一个暗物质的搜索结果使用PandaX-4 T的调试数据。使用时间投影室与3.7吨的液体氙靶和0.63吨$\cdot$年的曝光,1058个候选事件被确定在一个近似的核反冲能量窗口5和100千电子伏之间。未观察到显著超过背景。我们的数据对暗物质-核子自旋无关相互作用设置了严格的限制,具有最低的排除截面(90%C. L.)在暗物质质量为30 GeV/ $c^2$的情况下,$3.8\times10^{-47} $ cm $^2$。
2021-12-18 hep-ex physics.ins-det
Low-mass dark matter search results from full exposure of PandaX-I experiment
本文报道了利用位于中国锦屏地下实验室的PandaX实验第一阶段(PandaX-I)的80.1天全曝光量对大质量弱相互作用粒子(WIMP)暗物质的研究结果。PandaX-I探测器已针对探测低质量WIMPs进行了优化,实现了9.6%的光子探测效率。当基准液态氙靶质量为54.0kg时,在预期的本底之上没有发现显著的过量事件。剖面似然分析证实了我们早期的发现,即PandaX-I数据不赞成在标准假设下文献中报道的所有正的低质量WIMP信号。低质量WIMP的严格界限设定为WIMP质量低于10\,GeV/c $^2$,这表明液体氙探测器在低质量WIMP搜索方面具有竞争力。
2015-08-20 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Dark Matter implications from the LZ, PandaX-4T and XENONnT Data
Tsinghua University(清华大学);Peking University(北京大学);Columbia University(哥伦比亚大学)
研究液氙实验数据中高能核反冲事件的暗物质起源,用统一DIAMX框架对多数据集联合拟合,考虑两类暗物质 - 核子相互作用,量化DEC背景影响,指出扩展分析高能数据可有力检验暗物质解释。
2026-07-13 hep-ex hep-ph
Search for MeV-Scale Axionlike Particles and Dark Photons with PandaX-4T
本研究利用PandaX-4T液氙探测器和440 kg·yr数据,通过分箱似然拟合搜寻ALP/DP与氙电子吸收产生的单能峰,未发现信号超出,在150 keV/c²至1 MeV/c²质量范围内确立了最严格的排除限。
2025-03-06 hep-ex
Search for Dark-Matter-Nucleon Interactions with a Dark Mediator in PandaX-4T
本研究利用PandaX-4T液氙实验的低能仅电离信号数据,结合Migdal效应搜寻含暗媒介子的暗物质-核子相互作用,对30 MeV/c²到2 GeV/c²质量的暗物质截面给出了最严格限制,并排除了暗光子型热遗迹暗物质模型的大量参数空间。
2023-12-19 hep-ex hep-ph
A combined analysis of PandaX, LUX, and XENON1T experiments within the framework of dark matter effective theory
在暗物质直接探测实验中,大质量弱相互作用粒子是一种被广泛研究的暗物质候选者。理论上,有大量的紫外完备模型,它们由弱相互作用的大质量粒子暗物质组成。模型的多样性使得与直接检测数据的比较变得复杂并且通常是不平凡的。为了克服这一点,在非相对论极限下,有效理论在文献中得到发展,该理论很好地降低了暗物质-核子相互作用的复杂性,并更好地研究了核响应函数。在自旋为1/2的暗物质的有效理论框架中,我们结合了三个独立的似然函数,从最新的PandaX,LUX,和XENON 1 T数据,并给出一个联合限制每个有效的耦合。天体物理学的不确定性的暗物质分布也包括在可能性。我们进一步讨论了相互作用的同位旋破坏情况。最后,对于电弱标度以上的五维和六维有效理论,我们给出了新物理质量标度的更新极限。
2017-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter Search Results from 1.54 Tonne$\cdot$Year Exposure of PandaX-4T
PandaX-4T 基于 1.54 吨·年曝光数据开展盲分析,未发现显著核反冲超出,并在 40 GeV/c² 处给出 1.6×10⁻⁴⁷ cm² 的自旋无关截面排除限,为 100 GeV/c² 以上暗物质提供最严格约束。
2025-02-07 hep-ex
Dark Matter Search Results from the Commissioning Run of PandaX-II
我们提出了一个搜索的结果,从位于中国锦屏地下实验室的PandaX-II实验的调试运行的WIMP。获取了暴露量为306 $\times$ 19.1 kg-天的WIMP搜索数据集,而其主要$^{85}$ Kr背景用作电子反冲校准。没有发现WIMP的候选者,在WIMP质量为44.7~GeV/c $^2$时,自旋无关的弹性WIMP-核子截面的上限为90%,最低的排除截面为2.97 $\times$ 10 $^{-45}$ ~cm $^2$ .
2016-06-05 hep-ex physics.ins-det
Study of background from accidental coincidence signals in the PandaX-II experiment
PandaX-II实验使用了一个580公斤的液体氙探测器来寻找暗物质粒子和目标氙原子之间的相互作用。孤立信号的偶然巧合导致了危险的背景,模仿了暗物质的特征。对PandaX-Ⅱ的偶然符合背景进行了详细的研究,包括孤立信号的可能来源、背景水平以及相应的背景抑制方法。采用提升决策树算法,将暗物质信号区域的偶然符合背景降低了70%,从而提高了PandaX-II探测器暗物质搜索的灵敏度。
2022-07-02 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
A search for two-component Majorana dark matter in a simplified model using the full exposure data of PandaX-II experiment
在两分量马约拉纳暗物质模型中,一个暗物质粒子可以从目标核上散射,变成一个稍微重一点的分量。在矢量玻色子介体简化模型的框架下,在直接探测实验中,树级和环级过程都对信号有贡献。在本文中,我们报告的搜索结果,这样的暗物质从PandaX-II实验,使用的全部数据的100.7吨$\cdot$天曝光。没有观察到显着的过剩,所以强约束的介质质量和暗物质质量的组合参数空间的推导。利用对撞机实验的互补搜索结果,可以排除大范围的参数空间。
2022-05-17 hep-ex hep-ph
Results of Dark Matter Search using the Full PandaX-II Exposure
我们报告了使用PandaX-II实验的完整132吨$\cdot$日曝光获得的暗物质搜索结果,包括2016年3月至2018年8月的所有数据。未发现显著超出预期背景的事件。对自旋无关的暗物质-核子相互作用设定了上限。自旋无关截面上的最低90%置信水平排除是WIMP质量为30 GeV/ $c^2$时的$2.2\times 10^{-46}$ cm $^2$。
2021-01-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Suppression of accidental backgrounds with deep neural networks in the PandaX-II experiment
本文针对PandaX-II暗物质实验,提出用深度神经网络替代提升决策树抑制偶然本底,并引入新数据准备方法提升算法稳定性与最终分析灵敏度。
2023-05-10 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
A Search for the Cosmic Ray Boosted Sub-GeV Dark Matter at the PandaX-II Experiment
本文报道了利用位于中国锦屏地下实验室的PandaX-Ⅱ探测器的100吨级$\cdot$日全数据集对宇宙射线助推的暗物质进行的一次新的搜索。利用从宇宙射线中获得的额外能量,亚GeV的暗物质粒子可以在探测器中产生可见的反冲信号。利用速率和能量谱的日调制,进一步提高了信号的灵敏度。我们的结果排除了暗物质-核子弹性散射截面之间的10 $^{-31}$厘米$^{2}$和10 $^{-28}$厘米$^{2}$的暗物质质量从0.1 MeV/ $c^2$到0.1 GeV/ $c^2$,一个大的参数空间以前未探索的实验合作。
2022-04-11 hep-ex physics.ins-det
Search for Cosmic-ray Boosted Sub-MeV Dark-Matter-Electron Scattering in PandaX-4T
本研究利用 PandaX-4T 液氙探测器 0.63 吨·年的调试数据,首次搜寻宇宙线加速的亚 MeV 暗物质与电子的弹性散射,并对 10 eV/c² 至 3 keV/c² 质量范围的散射截面给出新约束。
2024-09-06 hep-ex hep-ph
Exploring New Physics with PandaX-4T Low Energy Electronic Recoil Data
本文利用PandaX-4T液氙探测器1.54吨·年曝光数据搜寻太阳轴子、反常磁矩中微子、类轴子粒子、暗光子及轻费米子暗物质诱发的电子反冲信号,未发现显著超出,并对相关新物理参数给出了有竞争力的限制。
2025-02-07 hep-ex
Search for Solar Boosted Dark Matter Particles at the PandaX-4T Experiment
PandaX-4T 利用 1.54 吨·年数据首次实验搜索太阳助推暗物质的电子反冲信号,在 0.02–10 MeV/c² 质量范围内给出最严格截面约束,较此前提升 23 倍。
2025-05-13 hep-ex hep-ph
First dark matter search results from the PandaX-I experiment
我们报告的第一个暗物质(DM)的搜索结果从PandaX-I,低阈值双相氙实验在中国锦屏地下实验室运行。在37 kg液态氙靶中,未发现DM粒子候选事件,这一结果为低质量DM粒子设定了一个严格的极限,并不利于对先前报道的阳性实验结果的解释。当DM粒子质量为49,GeV/c $^2$时,在90%的置信水平下,得到了自旋无关的等序DM粒子-核子散射截面的最小上限$3.7\times10^{-44}$,cm $^2$.
2014-09-04 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
New LUX and PandaX-II Results Illuminating the Simplest Higgs-Portal Dark Matter Models
LUX和PandaX-II合作组采用氙基探测器对暗物质进行的直接搜索,最近提出了迄今为止关于暗物质与核子自旋无关的弹性散射的最严格限制。对于希格斯门标量DM模型,新的结果已经排除了任何可能性,容纳低质量DM所建议的DAMA和CDMS II Si实验利用其他靶材料,即使在调用同位旋破坏DM与核子的相互作用。在最简单的模型SM+D中,SM+D是标准模型加上一个名为暗子的实单重标量作为DM候选者,LUX和PandaX-II的极限排除了DM质量大约从4到450 GeV,除了在希格斯质量一半的共振点周围的小范围,那里的相互作用截面接近中微子背景层。在THDM II+D(与暗子相结合的II型两希格斯双重态模型)中,由于在某些值下DM与核子的有效相互作用被抑制,因此可以恢复SM+D中被直接搜索排除的区域希格斯耦合与上夸克和下夸克的比率,使相互作用显着Isospin违反。然而,在这两个模型中,如果125 GeV的希格斯玻色子是暗区和SM区之间的入口,那么小于50 GeV左右的DM质量已经被LHC对希格斯不可见衰变的约束所排除。在THDM II+D中,如果较重的$CP$ -甚至是希格斯玻色子是入口,那么来自微扰性、真空稳定性和么正性要求的理论限制反而变得重要,并且排除了100 GeV以下的大部分区域。对于较大的DM质量,THDM II+D具有丰富的参数空间,对应于中微子背景地板下的相互作用截面,因此…
2016-12-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Tritiated methane reduction in the PandaX-4T experiment via purge and cryogenic distillation processes
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Yalong River Hydropower Development Company, Ltd.(雅砻江流域水电开发有限公司);Tsung-Dao Lee Institute(李政道研究所);Shanghai Jiao Tong University Sichuan Research Institute(上海交通大学四川研究院);Jinping Deep Underground Frontier Science and Dark Matter Key Laboratory of Sichuan Province(锦屏深地前沿科学与暗物质四川省重点实验室);Institute of Refrigeration and Cryogenic(制冷与低温研究所);Yantai University(烟台大学)
针对PandaX-4T暗物质实验中氚化甲烷杂质限制低能探测灵敏度的问题,采用加热氙气吹扫结合优化参数后的低温蒸馏工艺去除氚化甲烷,成功将5.7吨氙中的氚化甲烷浓度降低一个量级,验证了方法有效性。
2025-10-28 hep-ex physics.ins-det
A Search for Light Fermionic Dark Matter Absorption on Electrons in PandaX-4T
利用PandaX-4T液氙实验数据搜寻亚MeV费米子暗物质被电子吸收的过程,首次给出轴矢量和矢量相互作用在25-50 keV/c²质量范围内的最强直接探测限制。
2023-07-04 astro-ph.HE hep-ex
Search for Light Dark Matter with 259-day data in PandaX-4T
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Tsung-Dao Lee Institute(汤川中心);State Key Laboratory of Dark Matter Physics(暗物质物理全国重点实验室);Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MoE)(粒子天体物理国家重点实验室(教育部));Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology(上海市粒子物理与宇宙学重点实验室);Shanghai Jiao Tong University Sichuan Research Institute(上海交通大学四川研究院);Jinping Deep Underground Frontier Science and Dark Matter Key Laboratory of Sichuan Province(四川省锦屏深地前沿科学与暗物质重点实验室);Yalong River Hydropower Development Company, Ltd.(雅砻江流域水电开发有限公司)
PandaX-4T利用259天数据,对轻暗物质进行搜索,设定了新的最严格约束,并提高了暗物质-电子散射截面的上限。
2025-12-24 hep-ex
Signal Response Model in PandaX-4T
本文系统构建并拟合了PandaX-4T暗物质探测器的信号响应模型,覆盖电子反冲与核反冲关键能区,并整合信号重建、选择与修正方法,为数据解释提供关键支撑。
2024-06-15 hep-ex physics.ins-det
A First Search for Solar $^8$B Neutrino in the PandaX-4T Experiment using Neutrino-Nucleus Coherent Scattering
利用PandaX-4 T的调试数据,研究了太阳$^8$ B中微子与氙核的弹性散射相互作用.与先前对暗物质的搜索相比,该搜索的能量阈值进一步降低,利用各种技术来抑制从具有降低的阈值的数据中出现的背景。对有效暴露量为0.48吨$\cdot$年的数据进行盲态分析,未观察到显著过量的事件。在利用中微子-核相干散射得到的结果中,我们的结果对太阳$^8$ B中微子通量给出了最好的约束。我们进一步对质量在3 ~ 9 GeV/c $^2$范围内的暗物质与核子之间的碰撞截面给出了更严格的限制.
2023-01-13 hep-ex
PandaX: A Liquid Xenon Dark Matter Experiment at CJPL
PandaX是一个大型可拆卸的液体氙探测器系统,可用于直接暗物质探测和$^{136}$双β衰变搜索。它位于中国四川省锦屏深地下实验室。该检测器在双相模式下工作,允许通过成比例闪烁检测即时闪烁和电离电荷。中央时间投影室将被分级,第一级容纳约120 kg的目标质量。在第二阶段,目标质量将增加到约0.5吨。在最后阶段,探测器可以升级到数吨的目标质量。在本文中,我的阶段探测器的设计和性能结果建立在调试阶段的详细说明。
2014-05-12 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutron-induced nuclear recoil background in the PandaX-4T experiment
在PandaX-4 T液态氙实验中,中子感生的核反冲本底对暗物质的研究至关重要。本文研究了液态氙中中子本底的特性,并用三种方法评价了它们在单次散射核反冲事件中的贡献。第一种方法是完全基于蒙特卡罗模拟的。最后两种是数据驱动的方法,它们也分别使用数据中的多次散射信号和高能量信号。在0.63吨年辐照量的PandaX-4 T试运行数据中,所有方法给出了一致的结果,即在5 ~ 100 keV的近似核反冲能窗内,暗物质信号区存在$1.15\pm0.57$中子感生本底。
2022-07-29 hep-ex physics.ins-det
Dark Matter Results From 54-Ton-Day Exposure of PandaX-II Experiment
我们使用2016年和2017年来自中国PandaX-II实验的组合低背景数据集报告了弱相互作用大质量粒子(WIMP)的新搜索。最新数据集包含77.1活日的新暴露量,背景降低至0.8 $\times10^{-3}$ evt/kg/天的水平,与2016年的上一次运行相比提高了2.5倍。未发现超出预期背景的过量事件。在总暴露量为5.4 $\times10^4$ kg/天的情况下,对于质量大于100 GeV/c $^2$的WIMP,设定了自旋无关WIMP-核子截面的最严格上限,在40 GeV/c $^2$时,最低排除为8.6 $\times10^{-47}$ cm $^2$。
2017-09-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
An Improved Evaluation of the Neutron Background in the PandaX-II Experiment
本文提出一种不依赖蒙特卡罗模拟的新方法,通过中子诱发高能信号并结合完整蒙特卡罗产生器评估PandaX-II实验中子本底,得到Run 9和Run 10的本底分别为0.66±0.24和0.47±0.25个事例。
2019-07-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Horizontal Position Reconstruction in PandaX-II
双相惰性气体时间投影室(TPC)在过去的几十年里提高了直接寻找暗物质的灵敏度。TPC重建keV尺度恢复的3-D顶点的能力是最有利的特征之一。在这项工作中,我们开发了两个水平位置重建算法的PandaX-II暗物质搜索实验使用的双相液体氙TPC。这两种算法都通过$^{83m}$ Kr校准事件进行优化,并使用光电倍增管之间电离信号的光子分布来推断位置。根据来自栅电极的事件,在TPC中心具有几千个光子电子的电离信号的分析(基于模拟)算法中,水平位置的不确定性为3.4 mm(3.9 mm
2021-10-07 hep-ex physics.ins-det
Sub-GeV Dark Matter Under Pressure from Direct Detection
本文利用PandaX-4T仅电离S2搜索数据推导出亚GeV暗物质新界限,可与DAMIC-M结果竞争,并为20-200 MeV标量及非对称热暗物质模型提供最佳约束。
2025-07-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Limits on Axion Couplings from the first 80-day data of PandaX-II Experiment
利用中国锦屏地下实验室PandaX-II实验获得的第一批低本底数据,对太阳轴子和银河系类轴子暗物质粒子进行了新的探索,总曝光量约为$2.7\times 10^4$ kg $\cdot$ d.目前还没有发现太阳轴子或星系轴子类暗物质粒子候选者。在90%的置信水平下,从$10^{-5}$到1 keV/ $c^2$的质量范围内,由太阳通量得到的轴子-电子耦合($g_{Ae}$)的上限约为$4.35 \times 10^{-12}$,与最近的LUX结果相似.我们还报告了一个新的最佳限制从$^{57}$铁去激发。另一方面,银河系轴子的上限是$10^{-13}$的数量级,质量范围从1 keV/ $c^2$到10 keV/ $c^2$,置信水平为90%,与LUX相比略有改善。
2017-10-03 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Waveform Simulation in PandaX-4T
针对 PandaX-4T 暗物质实验中探测器伪影影响信号重建的问题,提出半数据驱动的信号波形模拟方法,并验证其与数据吻合,可用于评估重建效率和偏差。
2024-05-22 hep-ex physics.ins-det
The neutrino roof: Single-scatter ceilings in dark matter direct detection
本研究确定暗物质直接探测中单次散射WIMP搜索的截面上限,重新分析多台吨级探测器数据得到不同散射模式下的参数范围,提出大气中微子本底导致的“中微子屋顶”概念,并估算未来大质量探测器的探测可达范围。
2024-06-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Revisiting the Fermionic Dark Matter Absorption on Electron Target
在有效场论的背景下,我们对电子靶上的费米DM吸收相互作用进行了系统的研究。费米子DM吸收不仅对亚MeV DM敏感,具有有效的能量释放,而且在电子反冲谱中具有清晰的峰,其形状在很大程度上由原子效应决定。用Xenon 1 T和PandaX-II数据拟合,DM质量分别在$m_χ= 59$ keV和105 keV,而截止尺度被探测到约1 TeV。对早期宇宙中的DM过剩产生、不可见衰变对宇宙演化的影响以及DM可见衰变产生的天体物理X(γ)射线进行了深入探讨,给出了最新的约束条件。由于张量和伪标量算子的严格限制,其他费米子DM算子在吨级直接探测实验中特别感兴趣,如PandaX-4 T,XENONNT和LZ。
2022-01-27 hep-ex hep-ph
Clarity through the Neutrino Fog: Constraining New Forces in Dark Matter Detectors
本研究基于PANDAX-4T与XENONnT实验首次观测到的中微子“迷雾”本底,分析了相关散射效应的不可忽略贡献,并利用实验数据对耦合中微子与夸克的轻媒介子给出了国际领先的实验室约束。
2025-08-01 hep-ex hep-ph
Effective Field Theory of Majorana Dark Matter
我们从最小有效场论的观点重新审视热马约拉纳暗物质。在此框架下,推导了暗物质湮灭为标准模型粒子的解析结果。暗物质的参数空间受到最新的LUX,PandaX-II和氙-1T的限制,在一个模型无关的方式。应用到单重态,二重态和MSSM。
2019-01-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Light yield and field dependence measurement in PandaX-II dual-phase xenon detector
双相氙时间投影室(TPC)是直接探测暗物质的最灵敏的探测器技术之一,通过氙的激发和电离,入射粒子的能量沉积可以转化为光子和电子。探测器对信号能量沉积的响应随液体氙中的电场而显著变化。本文研究了PandaX-Ⅱ双相探测器的光产额及其与电场的关系。在电场为0~ 317 V/cm时,获得了能量沉积至236 keV的光产额。
2021-12-03 hep-ex physics.ins-det
Saturated Overburden Scattering and the Multiscatter Frontier: Discovering Dark Matter at the Planck Mass and Beyond
我们表明,像LUX/LZ,PandaX-II,XENON和PICO这样的地下实验可以发现普朗克质量及以上的暗物质,并对在这些探测器中多次散射的暗物质进行新的搜索。通过重新分析现有和未来的数据,这开辟了重大的发现潜力。我们还确定了一个新的效果,大大提高了实验灵敏度大暗物质散射截面:而通过大气或固体覆盖层,有一个最大数量的散射,暗物质经历,由散射网站的总数,它通过,如原子核和电子。这将一些已发表的极限和未来分析的范围扩展到任意大的暗物质散射截面。
2018-03-21 hep-ex hep-ph
When backgrounds become signals: neutrino interactions in xenon-based dark matter detectors
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)(意大利国家核物理研究所);Università degli Studi di Cagliari(卡利亚里大学)
本文利用XENONnT、PandaX-4T和LUX-ZEPLIN的最新电子反冲和核反冲数据,研究标准模型及超出标准模型的新物理,特别关注太阳中微子的τ中微子成分对味相关新物理的约束。
2026-06-03 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Confronting Dirac Fermionic Dark Matter with Recent Data
我们研究狄拉克费米子暗物质(DM,$χ^0$),并面对它与最近的数据。为了避免PandaX-II、XENON 1 T和LUX实验中严格的直接搜索限制,狄拉克DM的量子数取为$I_3=Y=0$,以去除树级$Z$交换图。环振幅可以有助于弹性散射截面。我们发现在单圈图中存在相消,这大大减小了截面,使得Dirac DM在直接搜索中是可行的。对于一般的同位旋$I$,我们考察了PandaX-II,XENON 1 T和LUX实验的最新结果,观测到的DM遗迹密度和H.E.S.S.和费米-LAT天体物理观测。本文研究了索末菲增强效应对DM湮没过程的影响。我们发现,$χ^0\barχ^0$湮灭到标准模型(SM)规范玻色子的截面总体上显著增强,费米LAT、H.E.S.S. $\langleσv\rangle({W^+W^-,γγ})$的上限和观测到的残余物密度成为狄拉克DM质量的严重限制。$I<4$情况被排除,对于$I\geq 4$,狄拉克DM质量的下限被强制为$\gtrsim$ 60 TeV。几十TeV的$m_χ$与一般的$I$的弹性散射截面为$σ^{SI}\simeq I^2(I+1)^2\times7\times10^{-49}$ ~cm $^2$。预测的$\langleσ(χ^0\barχ^0\to Z^0Z^0, Z^0γ, γγ)v\rangle$和$σ^{SI}$是相当可观的,它们将有助于…
2017-11-21 hep-ex hep-ph