Dark Matter Results from 225 Live Days of XENON100 Data

被引:1142
作者
Aprile, E. [1 ]
Alfonsi, M. [2 ,3 ]
Arisaka, K. [4 ]
Arneodo, F. [5 ]
Balan, C. [6 ]
Baudis, L. [7 ]
Bauermeister, B. [8 ]
Behrens, A. [7 ]
Beltrame, P. [4 ]
Bokeloh, K. [9 ]
Brown, E. [9 ]
Bruno, G. [5 ]
Budnik, R. [1 ]
Cardoso, J. M. R. [6 ]
Chen, W. -T. [10 ]
Choi, B. [1 ]
Cline, D. [4 ]
Colijn, A. P. [2 ,3 ]
Contreras, H. [1 ]
Cussonneau, J. P. [10 ]
Decowski, M. P. [2 ,3 ]
Duchovni, E. [11 ]
Fattori, S. [8 ]
Ferella, A. D. [7 ]
Fulgione, W. [12 ,13 ]
Gao, F. [14 ]
Garbini, M. [15 ,16 ]
Ghag, C. [4 ]
Giboni, K. -L. [1 ]
Goetzke, L. W. [1 ]
Grignon, C. [8 ]
Gross, E. [11 ]
Hampel, W. [17 ]
Kaether, F. [17 ]
Kish, A. [7 ]
Lamblin, J. [10 ]
Landsman, H. [11 ]
Lang, R. F. [1 ,18 ]
Le Calloch, M. [10 ]
Levy, C. [9 ]
Lim, K. E. [1 ]
Lin, Q. [14 ]
Lindemann, S. [17 ]
Lindner, M. [17 ]
Lopes, J. A. M. [6 ]
Lung, K. [4 ]
Undagoitia, T. Marrodan [7 ]
Massoli, F. V. [15 ,16 ]
Fernandez, A. J. Melgarejo [1 ]
Meng, Y. [4 ]
机构
[1] Columbia Univ, Dept Phys, New York, NY 10027 USA
[2] NIKHEF H, NL-1009 DB Amsterdam, Netherlands
[3] Univ Amsterdam, Amsterdam, Netherlands
[4] Univ Calif Los Angeles, Dept Phys & Astron, Los Angeles, CA 90095 USA
[5] INFN, Lab Nazl Gran Sasso, I-67100 Assergi, Italy
[6] Univ Coimbra, Dept Phys, P-3004516 Coimbra, Portugal
[7] Univ Zurich, Inst Phys, CH-8057 Zurich, Switzerland
[8] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys, D-55099 Mainz, Germany
[9] Univ Munster, Inst Kernphys, D-48149 Munster, Germany
[10] Univ Nantes, CNRS IN2P3, Ecole Mines Nantes, SUBATECH, F-44307 Nantes, France
[11] Weizmann Inst Sci, Dept Particle Phys & Astrophys, IL-76100 Rehovot, Israel
[12] INFN Torino, I-10100 Turin, Italy
[13] Osservatorio Astrofis Torino, I-10100 Turin, Italy
[14] Shanghai Jiao Tong Univ, Dept Phys, Shanghai 200240, Peoples R China
[15] Univ Bologna, Bologna, Italy
[16] INFN Bologna, Bologna, Italy
[17] Max Planck Inst Kernphys, D-69117 Heidelberg, Germany
[18] Purdue Univ, Dept Phys, W Lafayette, IN 47907 USA
[19] Rice Univ, Dept Phys & Astron, Houston, TX 77005 USA
基金
美国国家科学基金会;
关键词
CONSTRAINTS; CANDIDATES;
D O I
10.1103/PhysRevLett.109.181301
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
We report on a search for particle dark matter with the XENON100 experiment, operated at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso for 13 months during 2011 and 2012. XENON100 features an ultralow electromagnetic background of (5.3 +/- 0.6) X 10(-3) events/(keV(ee) X kg X day) in the energy region of interest. A blind analysis of 224: 6 live days X 34 kg exposure has yielded no evidence for dark matter interactions. The two candidate events observed in the predefined nuclear recoil energy range of 6.6-30.5 keV(nr) are consistent with the background expectation of (1.0 +/- 0.2) events. A profile likelihood analysis using a 6.6-43.3 keV(nr) energy range sets the most stringent limit on the spin-independent elastic weakly interacting massive particle-nucleon scattering cross section for weakly interacting massive particle masses above 8 GeV/c(2), with a minimum of 2 X 10(-45) cm(2) at 55 GeV/c(2) and 90% confidence level.
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[1]   Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a p-Type Point Contact Germanium Detector [J].
Aalseth, C. E. ;
Barbeau, P. S. ;
Bowden, N. S. ;
Cabrera-Palmer, B. ;
Colaresi, J. ;
Collar, J. I. ;
Dazeley, S. ;
de Lurgio, P. ;
Fast, J. E. ;
Fields, N. ;
Greenberg, C. H. ;
Hossbach, T. W. ;
Keillor, M. E. ;
Kephart, J. D. ;
Marino, M. G. ;
Miley, H. S. ;
Miller, M. L. ;
Orrell, J. L. ;
Radford, D. C. ;
Reyna, D. ;
Tench, O. ;
Van Wechel, T. D. ;
Wilkerson, J. F. ;
Yocum, K. M. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (13)
[2]   Muon "depth-intensity" relation measured by the LVD underground experiment and cosmic-ray muon spectrum at sea level [J].
Aglietta, M ;
Alpat, B ;
Alyea, ED ;
Antonioli, P ;
Badino, G ;
Bari, G ;
Basile, M ;
Berezinsky, VS ;
Bersani, F ;
Bertaina, M ;
Bertoni, R ;
Bonoli, G ;
Bosco, A ;
Bruni, G ;
Romeo, GC ;
Castagnoli, C ;
Castellina, A ;
Chiavassa, A ;
Chinellato, JA ;
Cifarelli, L ;
Cindolo, F ;
Conforto, G ;
Contin, A ;
Dadykin, VL ;
De Silva, A ;
Deutsch, M ;
Dominici, P ;
Dos Santos, LG ;
Emaldi, L ;
Enikeev, RI ;
Fabbri, FL ;
Fulgione, W ;
Galeotti, P ;
Ghetti, C ;
Ghia, P ;
Giusti, P ;
Granella, R ;
Grianti, F ;
Guidi, G ;
Hafen, ES ;
Haridas, P ;
Iacobucci, G ;
Inoue, N ;
Kemp, E ;
Khalchukov, FF ;
Korolkova, EV ;
Korchaguin, PV ;
Korchaguin, VB ;
Kudryavtsev, VA ;
Lau, K .
PHYSICAL REVIEW D, 1998, 58 (09)
[3]   Results from a Low-Energy Analysis of the CDMS II Germanium Data [J].
Ahmed, Z. ;
Akerib, D. S. ;
Arrenberg, S. ;
Bailey, C. N. ;
Balakishiyeva, D. ;
Baudis, L. ;
Bauer, D. A. ;
Brink, P. L. ;
Bruch, T. ;
Bunker, R. ;
Cabrera, B. ;
Caldwell, D. O. ;
Cooley, J. ;
do Couto e Silva, E. ;
Cushman, P. ;
Daal, M. ;
DeJongh, F. ;
Di Stefano, P. ;
Dragowsky, M. R. ;
Duong, L. ;
Fallows, S. ;
Figueroa-Feliciano, E. ;
Filippini, J. ;
Fox, J. ;
Fritts, M. ;
Golwala, S. R. ;
Hall, J. ;
Hennings-Yeomans, R. ;
Hertel, S. A. ;
Holmgren, D. ;
Hsu, L. ;
Huber, M. E. ;
Kamaev, O. ;
Kiveni, M. ;
Kos, M. ;
Leman, S. W. ;
Liu, S. ;
Mahapatra, R. ;
Mandic, V. ;
McCarthy, K. A. ;
Mirabolfathi, N. ;
Moore, D. ;
Nelson, H. ;
Ogburn, R. W. ;
Phipps, A. ;
Pyle, M. ;
Qiu, X. ;
Ramberg, E. ;
Rau, W. ;
Reisetter, A. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (13)
[4]   WIMP-nucleon cross-section results from the second science run of ZEPLIN-III [J].
Akimov, D. Yu ;
Araujo, H. M. ;
Barnes, E. J. ;
Belov, V. A. ;
Bewick, A. ;
Burenkov, A. A. ;
Chepel, V. ;
Currie, A. ;
DeViveiros, L. ;
Edwards, B. ;
Ghag, C. ;
Hollingsworth, A. ;
Horn, M. ;
Jones, W. G. ;
Kalmus, G. E. ;
Kobyakin, A. S. ;
Kovalenko, A. G. ;
Lebedenko, V. N. ;
Lindote, A. ;
Lopes, M. I. ;
Luescher, R. ;
Majewski, P. ;
Murphy, A. St J. ;
Neves, F. ;
Paling, S. M. ;
Pinto da Cunha, J. ;
Preece, R. ;
Quenby, J. J. ;
Reichhart, L. ;
Scovell, P. R. ;
Silva, C. ;
Solovov, V. N. ;
Smith, N. J. T. ;
Stekhanov, V. N. ;
Sumner, T. J. ;
Thorne, C. ;
Walker, R. J. .
PHYSICS LETTERS B, 2012, 709 (1-2) :14-20
[5]   Results from 730 kg days of the CRESST-II Dark Matter search [J].
Angloher, G. ;
Bauer, M. ;
Bavykina, I. ;
Bento, A. ;
Bucci, C. ;
Ciemniak, C. ;
Deuter, G. ;
von Feilitzsch, F. ;
Hauff, D. ;
Huff, P. ;
Isaila, C. ;
Jochum, J. ;
Kiefer, M. ;
Kimmerle, M. ;
Lanfranchi, J. -C. ;
Petricca, F. ;
Pfister, S. ;
Potzel, W. ;
Proebst, F. ;
Reindl, F. ;
Roth, S. ;
Rottler, K. ;
Sailer, C. ;
Schaffner, K. ;
Schmaler, J. ;
Scholl, S. ;
Seidel, W. ;
v. Sivers, M. ;
Stodolsky, L. ;
Strandhagen, C. ;
Strauss, R. ;
Tanzke, A. ;
Usherov, I. ;
Wawoczny, S. ;
Willers, M. ;
Zoeller, A. .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2012, 72 (04)
[6]  
[Anonymous], ARXIV12073458 XENON1
[7]   Simultaneous measurement of ionization and scintillation from nuclear recoils in liquid xenon for a dark matter experiment [J].
Aprile, E. ;
Dahl, C. E. ;
de Viveiros, L. ;
Gaitskell, R. J. ;
Giboni, K. L. ;
Kwong, J. ;
Majewski, P. ;
Ni, K. ;
Shutt, T. ;
Yamashita, M. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2006, 97 (08)
[8]   The XENON100 dark matter experiment [J].
Aprile, E. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Askin, A. ;
Baudis, L. ;
Behrens, A. ;
Brown, E. ;
Cardoso, J. M. R. ;
Choi, B. ;
Cline, D. ;
Fattori, S. ;
Ferella, A. D. ;
Giboni, K. L. ;
Kish, A. ;
Lam, C. W. ;
Lang, R. F. ;
Lim, K. E. ;
Lopes, J. A. M. ;
Undagoitia, T. Marrodan ;
Mei, Y. ;
Fernandez, A. J. Melgarejo ;
Ni, K. ;
Oberlack, U. ;
Orrigo, S. E. A. ;
Pantic, E. ;
Plante, G. ;
Ribeiro, A. C. C. ;
Santorelli, R. ;
dos Santos, J. M. F. ;
Schumann, M. ;
Shagin, P. ;
Teymourian, A. ;
Tziaferi, E. ;
Wang, H. ;
Yamashita, M. .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2012, 35 (09) :573-590
[9]   Dark Matter Results from 100 Live Days of XENON100 Data [J].
Aprile, E. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Askin, A. ;
Baudis, L. ;
Behrens, A. ;
Bokeloh, K. ;
Brown, E. ;
Bruch, T. ;
Bruno, G. ;
Cardoso, J. M. R. ;
Chen, W. -T. ;
Choi, B. ;
Cline, D. ;
Duchovni, E. ;
Fattori, S. ;
Ferella, A. D. ;
Gao, F. ;
Giboni, K. -L. ;
Gross, E. ;
Kish, A. ;
Lam, C. W. ;
Lamblin, J. ;
Lang, R. F. ;
Levy, C. ;
Lim, K. E. ;
Lin, Q. ;
Lindemann, S. ;
Lindner, M. ;
Lopes, J. A. M. ;
Lung, K. ;
Undagoitia, T. Marrodan ;
Mei, Y. ;
Fernandez, A. J. Melgarejo ;
Ni, K. ;
Oberlack, U. ;
Orrigo, S. E. A. ;
Pantic, E. ;
Persiani, R. ;
Plante, G. ;
Ribeiro, A. C. C. ;
Santorelli, R. ;
dos Santos, J. M. F. ;
Sartorelli, G. ;
Schumann, M. ;
Selvi, M. ;
Shagin, P. ;
Simgen, H. ;
Teymourian, A. ;
Thers, D. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (13)
[10]   Likelihood approach to the first dark matter results from XENON100 [J].
Aprile, E. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Askin, A. ;
Baudis, L. ;
Behrens, A. ;
Bokeloh, K. ;
Brown, E. ;
Bruch, T. ;
Cardoso, J. M. R. ;
Choi, B. ;
Cline, D. ;
Duchovni, E. ;
Fattori, S. ;
Ferella, A. D. ;
Giboni, K. -L. ;
Gross, E. ;
Kish, A. ;
Lam, C. W. ;
Lamblin, J. ;
Lang, R. F. ;
Lim, K. E. ;
Lindemann, S. ;
Lindner, M. ;
Lopes, J. A. M. ;
Undagoitia, T. Marrodan ;
Mei, Y. ;
Fernandez, A. J. Melgarejo ;
Ni, K. ;
Oberlack, U. ;
Orrigo, S. E. A. ;
Pantic, E. ;
Plante, G. ;
Ribeiro, A. C. C. ;
Santorelli, R. ;
dos Santos, J. M. F. ;
Schumann, M. ;
Shagin, P. ;
Teymourian, A. ;
Thers, D. ;
Tziaferi, E. ;
Vitells, O. ;
Wang, H. ;
Weber, M. ;
Weinheimer, C. .
PHYSICAL REVIEW D, 2011, 84 (05)