Direct dark matter searches with the full data set of XMASS-I

被引：6

作者：

Abe, K. ^{[1
]}

Hiraide, K. ^{[1
]}

Kato, N. ^{[1
]}

Moriyama, S. ^{[1
]}

Nakahata, M. ^{[1
]}

Sato, K. ^{[1
]}

Sekiya, H. ^{[1
]}

Suzuki, T. ^{[1
]}

Suzuki, Y. ^{[1
]}

Takeda, A. ^{[1
]}

Yang, B. S. ^{[2
]}

Kim, N. Y. ^{[3
]}

Kim, Y. D. ^{[3
]}

Kim, Y. H.

Itow, Y. ^{[4
,6
]}

Martens, K. ^{[5
]}

Mason, A. ^{[5
]}

Yamashita, M. ^{[5
]}

Miuchi, K. ^{[7
]}

Takeuchi, Y. ^{[7
]}

Lee, K. B. ^{[8
]}

Lee, M. K. ^{[8
]}

Fukuda, Y. ^{[9
]}

Ogawa, H. ^{[10
]}

Ichimura, K. ^{[16
]}

Kishimoto, Y. ^{[5
,16
]}

Nishijima, K. ^{[11
]}

Fushimi, K. ^{[12
]}

Xu, B. D. ^{[5
,13
]}

Kobayashi, K. ^{[14
]}

Nakamura, S. ^{[15
]}

机构：

[1] Univ Tokyo, Kamioka Observ, Inst Cosm Ray Res, Higashi Mozumi, Kamioka, Gifu 5061205, Japan

[2] Seoul Natl Univ, Dept Phys & Astron, Seoul 151742, South Korea

[3] Inst for Basic Sci Korea, Ctr Underground Phys, 70 Yuseong Daero 1689 Gil, Daejeon 305811, South Korea

[4] Nagoya Univ, Inst Space Earth Environm Res, Nagoya, Aichi 4648601, Japan

[5] Univ Tokyo, Kavli Inst Phys & Math Univ WPI, Kashiwa, Chiba 2778582, Japan

[6] Nagoya Univ, Kobayashi Maskawa Inst Origin Particles & Univ, Furo Cho,Chikusa Ku, Nagoya, Aichi 4648602, Japan

[7] Kobe Univ, Dept Phys, Kobe, Hyogo 6578501, Japan

[8] Korea Res Inst Stand & Sci, Daejeon 305340, South Korea

[9] Miyagi Univ Educ, Dept Phys, Sendai, Miyagi 9800845, Japan

[10] Nihon Univ, Dept Phys, Coll Sci & Technol, Tokyo 1018308, Japan

[11] Tokai Univ, Dept Phys, Hiratsuka, Kanagawa 2591292, Japan

[12] Univ Tokushima, Dept Phys, 2-1 Minami Josanjimacho, Tokushima 7708506, Japan

[13] Tsinghua Univ, Dept Engn Phys, Beijing 100084, Peoples R China

[14] Waseda Res Inst Sci & Engn, 3-4-1 Okubo,Shinjuku, Tokyo 1698555, Japan

[15] Yokohama Natl Univ, Dept Phys, Fac Engn, Yokohama, Kanagawa 2408501, Japan

[16] Tohoku Univ, Res Ctr Neutrino Scientce, Sendai 9808578, Japan

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2023年 / 108卷 / 08期

基金：

新加坡国家研究基金会;

关键词：

LIQUID-XENON; PHOTOMULTIPLIER TUBES; ANNUAL MODULATION; DETECTABILITY;

D O I：

10.1103/PhysRevD.108.083022

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

Various weakly interacting massive particle (WIMP) dark matter searches using the full data set of XMASS-I, a single-phase liquid xenon detector, are reported in this paper. Stable XMASS-I data taking accumulated a total live time of 1590.9 days between November 20, 2013 and February 1, 2019 with an analysis threshold of 1.0 keV(ee). In the latter half of data taking a lower analysis threshold of 0.5 keV(ee) was also available through a new low threshold trigger. Searching for a WIMP signal in the detector's 97 kg fiducial volume yielded a limit on the WIMP-nucleon scattering cross section of 1.4 x 10(-44) cm(2) for a 60 GeV=c(2) WIMP at the 90% confidence level. We also searched for WIMP induced annual modulation signatures in the detector's whole target volume, containing 832 kg of liquid xenon. For nuclear recoils of a 8 GeV=c(2) WIMP this analysis yielded a 90% confidence level (CL) cross section limit of 2.3 x 10(-42) cm(2). Annual modulation signatures from the Migdal effect and bremsstrahlung at a WIMP mass of 0.5 GeV=c(2) are evaluated and lead to 90% CL cross section limits of 1.4 x 10(-35) cm(2) and 1.1 x 10(-33) cm(2), respectively.

引用

页数：19

共 55 条

[1] CoGeNT: A search for low-mass dark matter using p-type point contact germanium detectors [J].

Aalseth, C. E. ;

Barbeau, P. S. ;

Colaresi, J. ;

Collar, J. I. ;

Leon, J. Diaz ;

Fast, J. E. ;

Fields, N. E. ;

Hossbach, T. W. ;

Knecht, A. ;

Kos, M. S. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Miller, M. L. ;

Orrell, J. L. ;

Yocum, K. M. .

PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (01)

[2] Search for event bursts in XMASS-I associated with gravitational-wave events [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Suzuki, T. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Masuda, K. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Nakamura, S. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2021, 129 (129)

[3] Search for exotic neutrino-electron interactions using solar neutrinos in XMASS-I [J].

Abe, K. ;

Chen, Y. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Imaizumi, S. ;

Kato, N. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Suzuki, T. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Kim, Y. H. ;

Ishii, R. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Martens, K. ;

Mason, A. ;

Suzuki, Y. ;

Miuchi, K. ;

Takeuchi, Y. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Ogawa, H. ;

Kishimoto, Y. ;

Nishijima, K. ;

Fushimi, K. ;

Xu, B. D. ;

Nakamura, S. .

PHYSICS LETTERS B, 2020, 809

[4] Development of low radioactivity photomultiplier tubes for the XMASS-I detector [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayash, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahatan, M. ;

Norit, T. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasak, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Kegasa, R. ;

Masuda, K. ;

Takiya, H. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Fujita, R. ;

Hosokawa, K. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Nakamura, S. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2019, 922 :171-176

[5] A direct dark matter search in XMASS-I [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Norita, T. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Kegasa, R. ;

Masuda, K. ;

Takiya, H. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Fujita, R. ;

Hosokawa, K. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Nakamura, S. .

PHYSICS LETTERS B, 2019, 789 :45-53

[6] Improved search for two-neutrino double electron capture on 124Xe and 126Xe using particle identification in XMASS-I [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Norita, T. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Kegasa, R. ;

Masuda, K. ;

Takiya, H. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Fujita, R. ;

Hosokawa, K. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Nakamura, S. .

PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS, 2018, 2018 (05)

[7] A measurement of the scintillation decay time constant of nuclear recoils in liquid xenon with the XMASS-I detector [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Suzuki, T. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Masuda, K. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Nakamura, S. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2018, 13

[8] Search for dark matter in the form of hidden photons and axion-like particles in the XMASS detector [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Suzuki, T. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Masuda, K. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Nakamura, S. .

PHYSICS LETTERS B, 2018, 787 :153-158

[9] Direct dark matter search by annual modulation with 2.7 years of XMASS-I data [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Norita, T. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Kegasa, R. ;

Masuda, K. ;

Takiya, H. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Fujita, R. ;

Hosokawa, K. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Nakamura, S. .

PHYSICAL REVIEW D, 2018, 97 (10)

[10] Identification of 210Pb and 210Po in the bulk of copper samples with a low-background alpha particle counter [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Norita, T. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Kegasa, R. ;

Masuda, K. ;

Takiya, H. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Fujita, R. ;

Hosokawa, K. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Nakamura, S. .

NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2018, 884 :157-161

← 1 2 3 4 5 6 →