Search for bosonic super-weakly interacting massive particles at COSINE-100

被引：5

作者：

Adhikari, G. ^{[1
,2
]}

Carlin, N. ^{[3
]}

Choi, J. J. ^{[4
,5
]}

Choi, S. ^{[4
]}

Ezeribe, A. C. ^{[6
]}

Franca, L. E. ^{[3
]}

Ha, C. ^{[7
]}

Hahn, I. S. ^{[8
,9
,10
]}

Hollick, S. J. ^{[1
,2
]}

Jeon, E. J. ^{[5
]}

Jo, J. H. ^{[1
,2
]}

Joo, H. W. ^{[4
]}

Kang, W. G. ^{[5
]}

Kauer, M. ^{[11
,12
]}

Kim, B. H. ^{[5
]}

Kim, H. J. ^{[13
]}

Kim, J. ^{[7
]}

Kim, K. W. ^{[5
]}

Kim, S. H. ^{[5
]}

Kim, S. K. ^{[4
]}

Kim, W. K. ^{[10
]}

Kim, Y. D. ^{[10
,14
]}

Kim, Y. H. ^{[10
,15
]}

Ko, Y. J. ^{[5
]}

Lee, D. H. ^{[13
]}

Lee, E. K.

Lee, H. ^{[10
]}

Lee, H. S.

Lee, H. Y. ^{[5
]}

Lee, I. S. ^{[5
]}

Lee, J. ^{[5
]}

Lee, J. Y. ^{[13
]}

Lee, M. H. ^{[5
]}

Lee, S. H. ^{[5
]}

Lee, S. M. ^{[4
]}

Lee, Y. J. ^{[7
]}

Leonard, D. S. ^{[5
]}

Luan, N. T. ^{[13
]}

Manzato, B. B. ^{[3
]}

Maruyama, R. H. ^{[1
,2
]}

Neal, R. J. ^{[6
]}

Nikkel, J. A. ^{[1
,2
]}

Olsen, S. L. ^{[5
]}

Park, B. J. ^{[5
,10
]}

Park, H. K. ^{[16
]}

Park, H. S. ^{[15
]}

Park, K. S. ^{[5
]}

Park, S. D. ^{[13
]}

Pitta, R. L. C. ^{[3
]}

Prihtiadi, H. ^{[5
]}

机构：

[1] Yale Univ, Dept Phys, New Haven, CT 06520 USA

[2] Yale Univ, Wright Lab, New Haven, CT 06520 USA

[3] Univ Sao Paulo, Phys Inst, BR-05508090 Sao Paulo, Brazil

[4] Seoul Natl Univ, Dept Phys & Astron, Seoul 08826, South Korea

[5] Inst Basic Sci IBS, Ctr Underground Phys, Daejeon 34126, South Korea

[6] Univ Sheffield, Dept Phys & Astron, Sheffield S3 7RH, England

[7] Chung Ang Univ, Dept Phys, Seoul 06973, South Korea

[8] Ewha Womans Univ, Dept Sci Educ, Seoul 03760, South Korea

[9] Inst Basic Sci IBS, Ctr Exot Nucl Studies, Daejeon 34126, South Korea

[10] Univ Sci & Technol UST, IBS Sch, Daejeon 34113, South Korea

[11] Univ Wisconsin, Dept Phys, Madison, WI 53706 USA

[12] Univ Wisconsin, Wisconsin IceCube Particle Astrophys Ctr, Madison, WI 53706 USA

[13] Kyungpook Natl Univ, Dept Phys, Daegu 41566, South Korea

[14] Sejong Univ, Dept Phys, Seoul 05006, South Korea

[15] Korea Res Inst Stand & Sci, Daejeon 34113, South Korea

[16] Korea Univ, Dept Accelerator Sci, Sejong Campus, Sejong 30019, South Korea

[17] Sungkyunkwan Univ, Dept Phys, Suwon 16419, South Korea

[18] Univ Utah, Dept Phys & Astron, Salt Lake City, UT 84112 USA

[19] Univ Calif San Diego, Dept Phys, La Jolla, CA 92093 USA

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2023年 / 108卷 / 04期

关键词：

DARK-MATTER SEARCH; PERFORMANCE; CANDIDATES; PHYSICS;

D O I：

10.1103/PhysRevD.108.L041301

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We present results of a search for bosonic super-weakly interacting massive particles (BSW) as keV scale dark matter candidates that is based on an exposure of 97.7 kg & BULL; year from the COSINE experiment. In this search, we employ, for the first time, Compton-like as well as absorption processes for pseudoscalar and vector BSWs. No evidence for BSWs is found in the mass range from 10 keV/c2 to 1 MeV/c2, and we present the exclusion limits on the dimensionless coupling constants to electrons gae for pseudoscalar and & kappa; for vector BSWs at 90% confidence level. Our results show that these limits are improved by including the Compton-like process in masses of BSW, above O(100 keV/c2).

引用

页数：6

共 41 条

[1] Search for Bosonic Superweakly Interacting Massive Dark Matter Particles with the XMASS-I Detector
Abe, K.
Hieda, K.
Hiraide, K.
Hirano, S.
Kishimoto, Y.
Ichimura, K.
Kobayashi, K.
Moriyama, S.
Nakagawa, K.
Nakahata, M.
Ogawa, H.
Oka, N.
Sekiya, H.
Shinozaki, A.
Suzuki, Y.
Takeda, A.
Takachio, O.
Umemoto, D.
Yamashita, M.
Yang, B. S.
Tasaka, S.
Liu, J.
Martens, K.
Hosokawa, K.
Miuchi, K.
Murata, A.
Onishi, Y.
Otsuka, Y.
Takeuchi, Y.
Kim, Y. H.
Lee, K. B.
Lee, M. K.
Lee, J. S.
Fukuda, Y.
Itow, Y.
Masuda, K.
Takiya, H.
Uchida, H.
Kim, N. Y.
Kim, Y. D.
Kusaba, F.
Nishijima, K.
Fujii, K.
Murayama, I.
Nakamura, S.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (12)
[2] New Limits on Bosonic Dark Matter, Solar Axions, Pauli Exclusion Principle Violation, and Electron Decay from the MAJORANA DEMONSTRATOR
Abgrall, N.
Arnquist, I. J.
Avignone, F. T., III
Barabash, A. S.
Bertrand, F. E.
Bradley, A. W.
Brudanin, V.
Busch, M.
Buuck, M.
Caldwell, T. S.
Chan, Y. -D.
Christofferson, C. D.
Chu, P. -H.
Cuesta, C.
Detwiler, J. A.
Dunagan, C.
Efremenko, Yu.
Ejiri, H.
Elliott, S. R.
GiIliss, T.
Giovanetti, G. K.
Goett, J.
Green, M. P.
Gruszko, J.
Guinn, I. S.
Guiseppe, V. E.
Haute, C. R. S.
Henning, R.
Hoppe, E. W.
Howard, S.
Howe, M. A.
Jasinski, B. R.
Keeter, K. J.
Kidd, M. F.
Konovalov, S. I.
Kouzes, R. T.
Lopez, A. M.
MacMullin, J.
Martin, R. D.
Massarczyk, R.
Meijer, S. J.
Mertens, S.
O'Shaughnessy, C.
Poon, A. W. P.
Radford, D. C.
Rager, J.
Reine, A. L.
Rielage, K.
Robertson, R. G. H.
Shanks, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 118 (16)
[3] Planck 2015 results XXIII. The thermal Sunyaev-Zeldovich effect-cosmic infrared background correlation
Ade, P. A. R.
Aghanim, N.
Arnaud, M.
Aumont, J.
Baccigalupi, C.
Banday, A. J.
Barreiro, R. B.
Bartlett, J. G.
Bartolo, N.
Battaner, E.
Benabed, K.
Benoit-Levy, A.
Bernard, J. -P.
Bersanelli, M.
Bielewicz, P.
Bock, J. J.
Bonaldi, A.
Bonavera, L.
Bond, J. R.
Borrill, J.
Bouchet, F. R.
Burigana, C.
Butler, R. C.
Calabrese, E.
Catalano, A.
Chamballu, A.
Chiang, H. C.
Christensen, P. R.
Churazov, E.
Clements, D. L.
Colombo, L. P. L.
Combet, C.
Comis, B.
Couchot, F.
Coulais, A.
Crill, B. P.
Curto, A.
Cuttaia, F.
Danese, L.
Davies, R. D.
Davis, R. J.
de Bernardis, P.
de Rosa, A.
de Zotti, G.
Delabrouille, J.
Dickinson, C.
Diego, J. M.
Dole, H.
Donzelli, S.
Dore, O.
[J]. ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2016, 594
[4] Background modeling for dark matter search with 1.7 years of COSINE-100 data
Adhikari, G.
de Souza, E. Barbosa
Carlin, N.
Choi, J. J.
Choi, S.
Djamal, M.
Ezeribe, A. C.
Franca, L. E.
Ha, C.
Hahn, I. S.
Jeon, E. J.
Jo, J. H.
Joo, H. W.
Kang, W. G.
Kauer, M.
Kim, H.
Kim, H. J.
Kim, K. W.
Kim, S. H.
Kim, S. K.
Kim, W. K.
Kim, Y. D.
Kim, Y. H.
Ko, Y. J.
Lee, E. K.
Lee, H.
Lee, H. S.
Lee, H. Y.
Lee, I. S.
Lee, J.
Lee, J. Y.
Lee, M. H.
Lee, S. H.
Lee, S. M.
Leonard, D. S.
Lynch, W. A.
Manzato, B. B.
Maruyama, R. H.
Neal, R. J.
Olsen, S. L.
Park, B. J.
Park, H. K.
Park, H. S.
Park, K. S.
Pitta, R. L. C.
Prihtiadi, H.
Ra, S. J.
Rott, C.
Shin, K. A.
Scarff, A.
[J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2021, 81 (09):
[5] The COSINE-100 liquid scintillator veto system
Adhikari, G.
Souza, E. Barbosa de
Carlin, N.
Choi, J. J.
Choi, S.
Djamal, M.
Ezeribe, A. C.
Franca, L. E.
Ha, C.
Hahn, I. S.
Jeon, E. J.
Jo, J. H.
Kang, W. G.
Kauer, M.
Kim, H.
Kim, H. J.
Kim, K. W.
Kim, S. K.
Kim, Y. D.
Kim, Y. H.
Ko, Y. J.
Lee, E. K.
Lee, H. S.
Lee, J.
Lee, J. Y.
Lee, M. H.
Lee, S. H.
Leonard, D. S.
Manzato, B. B.
Maruyama, R. H.
Neal, R. J.
Olsen, S. L.
Park, B. J.
Park, H. K.
Park, H. S.
Park, K. S.
Pitta, R. L. C.
Prihtiadi, H.
Ra, S. J.
Rott, C.
Shin, K. A.
Scarff, A.
Spooner, N. J. C.
Thompson, W. G.
Yang, L.
Yu, G. H.
[J]. NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2021, 1006
[6] Lowering the energy threshold in COSINE-100 dark matter searches
Adhikari, G.
de Souza, E. Barbosa
Carlin, N.
Choi, J. J.
Choi, S.
Djamal, M.
Ezeribe, A. C.
Franca, L. E.
Ha, C.
Hahn, I. S.
Jeon, E. J.
Jo, J. H.
Kang, W. G.
Kauer, M.
Kim, H.
Kim, H. J.
Kim, K. W.
Kim, S. K.
Kim, Y. D.
Kim, Y. H.
Ko, Y. J.
Lee, E. K.
Lee, H. S.
Lee, J.
Lee, J. Y.
Lee, M. H.
Lee, S. H.
Leonard, D. S.
Manzato, B. B.
Maruyama, R. H.
Neal, R. J.
Olsen, S. L.
Park, B. J.
Park, H. K.
Park, H. S.
Park, K. S.
Pitta, R. L. C.
Prihtiadi, H.
Ra, S. J.
Rott, C.
Shin, K. A.
Scarff, A.
Spooner, N. J. C.
Thompson, W. G.
Yang, L.
Yu, G. H.
[J]. ASTROPARTICLE PHYSICS, 2021, 130
[7] Initial performance of the COSINE-100 experiment
Adhikari, G.
Adhikari, P.
de Souza, E. Barbosa
Carlin, N.
Choi, S.
Choi, W. Q.
Djamal, M.
Ezeribe, A. C.
Ha, C.
Hahn, I. S.
Hubbard, A. J. F.
Jeon, E. J.
Jo, J. H.
Joo, H. W.
Kang, W. G.
Kang, W.
Kauer, M.
Kim, B. H.
Kim, H.
Kim, H. J.
Kim, K. W.
Kim, M. C.
Kim, N. Y.
Kim, S. K.
Kim, Y. D.
Kim, Y. H.
Kudryavtsev, V. A.
Lee, H. S.
Lee, J.
Lee, J. Y.
Lee, M. H.
Leonard, D. S.
Lim, K. E.
Lynch, W. A.
Maruyama, R. H.
Mouton, F.
Olsen, S. L.
Park, H. K.
Park, H. S.
Park, J. S.
Park, K. S.
Pettus, W.
Pierpoint, Z. P.
Prihtiadi, H.
Ra, S.
Rogers, F. R.
Rott, C.
Scarff, A.
Spooner, N. J. C.
Thompson, W. G.
[J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2018, 78 (02):
[8] GEANT4-a simulation toolkit
Agostinelli, S
Allison, J
Amako, K
Apostolakis, J
Araujo, H
Arce, P
Asai, M
Axen, D
Banerjee, S
Barrand, G
Behner, F
Bellagamba, L
Boudreau, J
Broglia, L
Brunengo, A
Burkhardt, H
Chauvie, S
Chuma, J
Chytracek, R
Cooperman, G
Cosmo, G
Degtyarenko, P
Dell'Acqua, A
Depaola, G
Dietrich, D
Enami, R
Feliciello, A
Ferguson, C
Fesefeldt, H
Folger, G
Foppiano, F
Forti, A
Garelli, S
Giani, S
Giannitrapani, R
Gibin, D
Cadenas, JJG
González, I
Abril, GG
Greeniaus, G
Greiner, W
Grichine, V
Grossheim, A
Guatelli, S
Gumplinger, P
Hamatsu, R
Hashimoto, K
Hasui, H
Heikkinen, A
Howard, A
[J]. NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2003, 506 (03) : 250 - 303
[9] First Search for Bosonic Superweakly Interacting Massive Particles with Masses up to 1 MeV/c2 with GERDA
Agostini, M.
Bakalyarov, A. M.
Balata, M.
Barabanov, I
Baudis, L.
Bauer, C.
Bellotti, E.
Belogurov, S.
Bettini, A.
Bezrukov, L.
Borowicz, D.
Bossio, E.
Bothe, V
Brudanin, V
Brugnera, R.
Caldwell, A.
Cattadori, C.
Chernogorov, A.
Comellato, T.
D'Andrea, V
Demidova, E., V
Di Marco, N.
Doroshkevich, E.
Egorov, V
Fischer, F.
Fomina, M.
Gangapshev, A.
Garfagnini, A.
Gooch, C.
Grabmayr, P.
Gurentsov, V
Gusev, K.
Hakenmueller, J.
Hemmer, S.
Hiller, R.
Hofmann, W.
Hult, M.
Inzhechik, L., V
Csathy, J. Janicsko
Jochum, J.
Junker, M.
Kazalov, V
Kermaiedic, Y.
Khushbakht, H.
Kihm, T.
Kirpichnikov, I., V
Klimenko, A.
Kneissl, R.
Knoepfle, K. T.
Kochetov, O.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 125 (01)
[10] Direct detection constraints on dark photon dark matter
An, Haipeng
Pospelov, Maxim
Pradler, Josef
Ritz, Adam
[J]. PHYSICS LETTERS B, 2015, 747 : 331 - 338

← 1 2 3 4 5 →