Exploring coherent elastic neutrino-nucleus scattering using reactor electron antineutrinos in the NEON experiment

被引：22
作者：
Choi, J. J. [1 ,2 ]
Jeon, E. J. [2 ,3 ]
Kim, J. Y. [4 ]
Kim, K. W. [2 ]
Kim, S. H. [2 ]
Kim, S. K. [1 ]
Kim, Y. D. [2 ,3 ,5 ]
Ko, Y. J. [2 ]
Koh, B. C. [6 ]
Ha, C. [6 ]
Park, B. J. [2 ,3 ]
Lee, S. H. [2 ,3 ]
Lee, I. S. [2 ]
Lee, H. [2 ,3 ]
Lee, H. S. [2 ,3 ]
Lee, J. [2 ]
Oh, Y. M. [2 ]
NEON Collaboration
机构：
[1] Seoul Natl Univ, Dept Phys & Astron, Seoul 08826, South Korea
[2] Inst Basic Sci IBS, Ctr Underground Phys, Daejeon 34126, South Korea
[3] Univ Sci & Technol UST, IBS Sch, Daejeon 34113, South Korea
[4] Korea Atom Energy Res Inst KAERI, Hanaro Utilizat Div, Deajeon 34057, South Korea
[5] Sejong Univ, Dept Phys, Seoul 05006, South Korea
[6] Chung Ang Univ, Dept Phys, Seoul 06973, South Korea
来源：
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C | 2023年 / 83卷 / 03期
基金：
新加坡国家研究基金会;
关键词：
SCINTILLATOR; SEARCH; ENERGY; PERFORMANCE; CRYSTALS; TESTS;
D O I：
10.1140/epjc/s10052-023-11352-x
中图分类号：
O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];
学科分类号：
摘要：
Neutrino elastic scattering observation with NaI (NEON) is an experiment designed to detect neutrino nucleus coherent scattering using reactor electron antineutrinos. NEON is based on an array of six NaI(Tl) crystals with a total mass of 13.3 kg, located at the tendon gallery that is 23.7 m away from a reactor core with a thermal power of 2.8 GW in the Hanbit nuclear power complex. The installation of the NEON detector was completed in December 2020, and since May 2021, the detector has acquired data at full reactor power. Based on the observed light yields of the NaI crystals of approximately 22, number of photoelectrons per unit keV electron-equivalent energy (keVee), and 6 counts/kg/keV/day background level at 2-6 keVee energy, coherent elastic neutrino-nucleus scattering (CEvNS) observation sensitivity is evaluated as more than 3a assuming 1-year reactor-on and 100 days reactor-off data, 0.2 keVee energy threshold, and 7 counts/keV/kg/day background in the signal region of 0.2-0.5 keVee. This paper describes the design of the NEON detector, including the shielding arrangement, configuration of NaI(Tl) crystals, and associated operating systems. The initial performance and associated sensitivity of the experiment are also presented.
引用
收藏
页数：20
相关论文
共 97 条
  • [1] Abdullah M., 2022, arXiv
  • [2] Searching for low-mass dark matter via the Migdal effect in COSINE-100
    Adhikari, G.
    Carlin, N.
    Choi, J. J.
    Choi, S.
    Ezeribe, A. C.
    Franca, L. E.
    Ha, C.
    Hahn, I. S.
    Hollick, S. J.
    Jeon, E. J.
    Jo, J. H.
    Joo, H. W.
    Kang, W. G.
    Kauer, M.
    Kim, H.
    Kim, H. J.
    Kim, J.
    Kim, K. W.
    Kim, S. H.
    Kim, S. K.
    Kim, W. K.
    Kim, Y. D.
    Kim, Y. H.
    Ko, Y. J.
    Kwon, H. J.
    Lee, D. H.
    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.
    Manzato, B. B.
    Maruyama, R. H.
    Neal, R. J.
    Olsen, S. L.
    Park, B. J.
    Park, H. K.
    Park, H. S.
    Park, K. S.
    Park, S. D.
    Pitta, R. L. C.
    Prihtiadi, H.
    Ra, S. J.
    Rott, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2022, 105 (04)
  • [3] 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):
  • [4] 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
  • [5] 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
  • [6] Search for a Dark Matter-Induced Annual Modulation Signal in NaI(Tl) with the COSINE-100 Experiment
    Adhikari, G.
    Adhikari, P.
    de Souza, E. Barbosa
    Carlin, N.
    Choi, S.
    Djamal, M.
    Ezeribe, A. C.
    Ha, C.
    Hahn, I. S.
    Jeon, E. J.
    Jo, J. H.
    Joo, H. W.
    Kang, W. G.
    Kang, W.
    Kauer, M.
    Kim, G. S.
    Kim, H.
    Kim, H. J.
    Kim, K. W.
    Kim, N. Y.
    Kim, S. K.
    Kim, Y. D.
    Kim, Y. H.
    Ko, Y. J.
    Kudryavtsev, V. A.
    Lee, H. S.
    Lee, J.
    Lee, J. Y.
    Lee, M. H.
    Leonard, D. S.
    Lynch, W. A.
    Maruyama, R. H.
    Mouton, F.
    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]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2019, 123 (03)
  • [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] Understanding NaI(Tl) crystal background for dark matter searches
    Adhikari, G.
    Adhikari, P.
    Ha, C.
    Jeon, E. J.
    Kim, N. Y.
    Kim, Y. D.
    Kong, S. Y.
    Lee, H. S.
    Oh, S. Y.
    Park, J. S.
    Park, K. S.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2017, 77 (07):
  • [9] Adhikari G., 2018, JINST, V13
  • [10] Strong constraints from COSINE-100 on the DAMA dark matter results using the same sodium iodide target
    Adhikari, Govinda
    de Souza, Estella B.
    Carlin, Nelson
    Choi, Jae Jin
    Choi, Seonho
    Djamal, Mitra
    Ezeribe, Anthony C.
    Franca, Luis E.
    Ha, Chang Hyon
    Hahn, In Sik
    Jeon, Eunju
    Jo, Jay Hyun
    Joo, Han Wool
    Kang, Woon Gu
    Kauer, Matthew
    Kim, Hyounggyu
    Kim, Hongjoo
    Kim, Kyungwon
    Kim, Sunghyun
    Kim, Sun Kee
    Kim, Won Kyung
    Kim, Yeongduk
    Kim, Yong-Hamb
    Ko, Young Ju
    Lee, Eun Kyung
    Lee, Hyunseok
    Lee, Hyun Su
    Lee, Hye Young
    Lee, In Soo
    Lee, Jaison
    Lee, Jooyoung
    Lee, Moo Hyun
    Lee, Seo Hyun
    Lee, Seung Mok
    Leonard, Douglas
    Manzato, Bruno B.
    Maruyama, Reina H.
    Neal, Robert J.
    Olsen, Stephen L.
    Park, Byung Ju
    Park, Hyang Kyu
    Park, Hyeonseo
    Park, Kangsoon
    Pitta, Ricardo L. C.
    Prihtiadi, Hafizh
    Ra, Sejin
    Rott, Carsten
    Shin, Keon Ah
    Scarff, Andrew
    Spooner, Neil J. C.
    [J]. SCIENCE ADVANCES, 2021, 7 (46)
12345678910