arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv周末暂无论文更新,休息一下吧,周末愉快~~
arXiv 2512.08065hep-ex
收藏

利用LUX-ZEPLIN(LZ)实验寻找轻暗物质以及太阳中微子相干弹性中微子-原子核散射的证据

Searches for Light Dark Matter and Evidence of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering of Solar Neutrinos with the LUX-ZEPLIN (LZ) Experiment

SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福直线加速器中心);Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University(卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所,斯坦福大学);University College London (UCL)(伦敦大学学院);Brown University(布朗大学);University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);University of Zurich(苏黎世大学);Imperial College London(帝国理工学院);STFC Rutherford Appleton Laboratory (RAL)(STFC鲁瑟福阿普尔顿实验室);University of Maryland(马里兰大学)
D. S. Akerib, A. K. Al Musalhi, F. Alder, B. J. Almquist, C. S. Amarasinghe, A. Ames, T. J. Anderson, N. Angelides, H. M. Araújo, J. E. Armstrong, M. Arthurs, A… 展开作者

D. S. Akerib, A. K. Al Musalhi, F. Alder, B. J. Almquist, C. S. Amarasinghe, A. Ames, T. J. Anderson, N. Angelides, H. M. Araújo, J. E. Armstrong, M. Arthurs, A. Baker, S. Balashov, J. Bang, J. W. Bargemann, E. E. Barillier, J. Barthel, D. Bauer, K. Beattie, A. Bhatti, T. P. Biesiadzinski, H. J. Birch, E. Bishop, G. M. Blockinger, C. A. J. Brew, P. Brás, S. Burdin, M. C. Carmona-Benitez, M. Carter, A. Chawla, H. Chen, Y. T. Chin, N. I. Chott, S. Contreras, M. V. Converse, R. Coronel, A. Cottle, G. Cox, D. Curran, C. E. Dahl, I. Darlington, S. Dave, A. David, J. Davis, J. Delgaudio, S. Dey, L. de Viveiros, L. Di Felice, C. Ding, J. E. Y. Dobson, E. Druszkiewicz, S. Dubey, C. L. Dunbar, S. R. Eriksen, S. Fayer, N. M. Fearon, N. Fieldhouse, S. Fiorucci, H. Flaecher, E. D. Fraser, T. M. A. Fruth, P. W. Gaemers, R. J. Gaitskell, A. Geffre, J. Genovesi, C. Ghag, J. Ghamsari, A. Ghosh, S. Ghosh, R. Gibbons, S. Gokhale, J. Green, M. G. D. van der Grinten, J. J. Haiston, C. R. Hall, T. Hall, R. N Hampp, S. J. Haselschwardt, M. A. Hernandez, S. A. Hertel, G. J. Homenides, M. Horn, D. Q. Huang, D. Hunt, E. Jacquet, R. S. James, K. Jenkins, A. C. Kaboth, A. C. Kamaha, M. K. Kannichankandy, D. Khaitan, A. Khazov, J. Kim, Y. D. Kim, D. Kodroff, E. V. Korolkova, H. Kraus, S. Kravitz, L. Kreczko, V. A. Kudryavtsev, C. Lawes, D. S. Leonard, K. T. Lesko, C. Levy, J. Lin, A. Lindote, W. H. Lippincott, J. Long, M. I. Lopes, W. Lorenzon, C. Lu, D. Lucero, S. Luitz, W. Ma, V. Mahajan, P. A. Majewski, A. Manalaysay, R. L. Mannino, R. J. Matheson, C. Maupin, M. E. McCarthy, D. N. McKinsey, J. McLaughlin, J. B. McLaughlin, R. McMonigle, B. Mitra, E. Mizrachi, M. E. Monzani, K. Morå, E. Morrison, B. J. Mount, M. Murdy, A. St. J. Murphy, H. N. Nelson, F. Neves, A. Nguyen, C. L. O'Brien, F. H. O'Shea, I. Olcina, K. C. Oliver-Mallory, J. Orpwood, K. Y Oyulmaz, K. J. Palladino, N. J. Pannifer, N. Parveen, S. J. Patton, B. Penning, G. Pereira, E. Perry, T. Pershing, A. Piepke, S. S. Poudel, Y. Qie, J. Reichenbacher, C. A. Rhyne, G. R. C. Rischbieter, E. Ritchey, H. S. Riyat, R. Rosero, N. J. Rowe, T. Rushton, D. Rynders, S. Saltão, D. Santone, I. Sargeant, A. B. M. R. Sazzad, R. W. Schnee, G. Sehr, B. Shafer, S. Shaw, W. Sherman, K. Shi, T. Shutt, C. Silva, G. Sinev, J. Siniscalco, A. M. Slivar, R. Smith, V. N. Solovov, P. Sorensen, J. Soria, T. J. Sumner, A. Swain, M. Szydagis, D. J. Taylor, D. R. Tiedt, M. Timalsina, D. R. Tovey, J. Tranter, M. Trask, K. Trengove, M. Tripathi, A. Usón, A. C. Vaitkus, O. Valentino, V. Velan, A. Wang, J. J. Wang, Y. Wang, L. Weeldreyer, T. J. Whitis, K. Wild, M. Williams, J. Winnicki, L. Wolf, F. L. H. Wolfs, S. Woodford, D. Woodward, C. J. Wright, Q. Xia, J. Xu, Y. Xu, M. Yeh, D. Yeum, J. Young, W. Zha, H. Zhang, T. Zhang, Y. Zhou

AI总结:

利用LUX-ZEPLIN实验在1-6 keV能量范围寻找3-9 GeV/$c^2$轻暗物质,未发现暗物质核反冲过量,观察到$^{8}$B CE$\nu$NS信号并设世界领先限制,在无暗物质时也有显著信号,证明其探测罕见信号能力。

摘要:

我们利用LUX-ZEPLIN实验,在存在来自$^{8}$B太阳中微子的相干弹性中微子-原子核散射(CE$\nu$NS)的情况下,寻找质量为3-9 GeV/$c^2$的轻暗物质。该分析使用了2023年3月至2025年4月期间收集的5.7吨·年曝光数据。在1-6 keV的能量范围内,我们报告没有可归因于暗物质核反冲的显著事件过量,但我们观察到来自$^{8}$B CE$\nu$NS相互作用的显著信号,与预期一致。我们对质量低至5 GeV/$c^2$的自旋无关和自旋依赖的中子暗物质-核子相互作用设定了世界领先的限制。在无暗物质的情况下,我们观察到与$^{8}$B CE$\nu$NS事件一致的信号,对应于4.5$\sigma$的统计显著性。这是$^{8}$B CE$\nu$NS相互作用的最显著证据,得益于强大的背景建模和缓解技术。这证明了LZ在keV尺度能量下探测罕见信号 的能力。

英文摘要:

We present searches for light dark matter (DM) with masses 3-9 GeV/$c^2$ in the presence of coherent elastic neutrino-nucleus scattering (CE$ν$NS) from $^{8}$B solar neutrinos with the LUX-ZEPLIN experiment. This analysis uses a 5.7 tonne-year exposure with data collected between March 2023 and April 2025. In an energy range spanning 1-6 keV, we report no significant excess of events attributable to dark matter nuclear recoils, but we observe a significant signal from $^{8}$B CE$ν$NS interactions that is consistent with expectation. We set world-leading limits on spin-independent and spin-dependent-neutron DM-nucleon interactions for masses down to 5 GeV/$c^2$. In the no-dark-matter scenario, we observe a signal consistent with $^{8}$B CE$ν$NS events, corresponding to a $4.5σ$ statistical significance. This is the most significant evidence of $^{8}$B CE$ν$NS interactions and is enabled by robust background modeling and mitigation techniques. This demonstrates LZ's ability to detect rare signals at keV-scale energies.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑