Dark Matter Search Results from a One Ton-Year Exposure of XENON1T

被引:1607
作者
Aprile, E. [1 ]
Aalbers, J. [2 ,3 ]
Agostini, F. [4 ,5 ]
Alfonsi, M. [6 ]
Althueser, L. [7 ]
Amaro, F. D. [8 ]
Anthony, M. [1 ]
Arneodo, F. [9 ]
Baudis, L. [10 ]
Bauermeister, B. [11 ]
Benabderrahmane, M. L. [9 ]
Berger, T. [12 ]
Breur, P. A. [2 ,3 ]
Brown, A. [2 ,3 ,10 ]
Brown, A. [2 ,3 ,10 ]
Brown, E. [12 ]
Bruenner, S. [13 ]
Bruno, G. [9 ]
Budnik, R. [14 ]
Capelli, C. [10 ]
Cardoso, J. M. R. [8 ]
Cichon, D. [13 ]
Coderre, D. [15 ]
Colijn, A. P. [2 ,3 ]
Conrad, J. [11 ]
Cussonneau, J. P. [16 ]
Decowski, M. P. [2 ,3 ]
de Perio, P. [1 ]
Di Gangi, P. [4 ,5 ]
Di Giovanni, A. [9 ]
Diglio, S. [16 ]
Elykov, A. [15 ]
Eurin, G. [13 ]
Fei, J. [17 ]
Ferella, A. D. [11 ]
Fieguth, A. [7 ]
Fulgione, W. [18 ,19 ,20 ,21 ]
Rosso, A. Gallo [18 ,19 ]
Galloway, M. [10 ]
Gao, F. [1 ]
Garbini, M. [4 ,5 ]
Geis, C. [6 ]
Grandi, L. [22 ,23 ]
Greene, Z. [1 ]
Qiu, H. [14 ]
Hasterok, C. [13 ]
Hogenbirk, E. [2 ,3 ]
Howlett, J. [1 ]
Itay, R. [14 ]
Joerg, F. [13 ]
机构
[1] Columbia Univ, Dept Phys, 538 W 120th St, New York, NY 10027 USA
[2] Nikhef, Sci Pk, NL-1098 XG Amsterdam, Netherlands
[3] Univ Amsterdam, Sci Pk, NL-1098 XG Amsterdam, Netherlands
[4] Univ Bologna, Dept Phys & Astron, I-40126 Bologna, Italy
[5] INFN Bologna, I-40126 Bologna, Italy
[6] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys & Exzellenzcluster PRISMA, D-55099 Mainz, Germany
[7] Westfalische Wilhelms Univ Munster, Inst Kernphys, D-48149 Munster, Germany
[8] Univ Coimbra, Dept Phys, LIBPhys, P-3004516 Coimbra, Portugal
[9] New York Univ Abu Dhabi, POB 129188, Abu Dhabi, U Arab Emirates
[10] Univ Zurich, Phys Inst, CH-8057 Zurich, Switzerland
[11] Stockholm Univ, AlbaNova, Dept Phys, Oskar Klein Ctr, SE-10691 Stockholm, Sweden
[12] Rensselaer Polytech Inst, Dept Phys Appl Phys & Astron, Troy, NY 12180 USA
[13] Max Planck Inst Kernphys, D-69117 Heidelberg, Germany
[14] Weizmann Inst Sci, Dept Particle Phys & Astrophys, IL-7610001 Rehovot, Israel
[15] Univ Freiburg, Phys Inst, D-79104 Freiburg, Germany
[16] Univ Nantes, IMT Atlantique, SUBATECH, CNRS,IN2P3, F-44307 Nantes, France
[17] Univ Calif San Diego, Dept Phys, La Jolla, CA 92093 USA
[18] INFN, Lab Nazl Gran Sasso, I-67100 Laquila, Italy
[19] Gran Sasso Sci Inst, I-67100 Laquila, Italy
[20] INFN Torino, I-10125 Turin, Italy
[21] Osservatorio Astrofis Torino, I-10125 Turin, Italy
[22] Univ Chicago, Dept Phys, Chicago, IL 60637 USA
[23] Univ Chicago, Kavli Inst Cosmol Phys, Chicago, IL 60637 USA
[24] Purdue Univ, Dept Phys & Astron, W Lafayette, IN 47907 USA
[25] Rice Univ, Dept Phys & Astron, Houston, TX 77005 USA
[26] Univ Paris Diderot, Univ Pierre & Marie Curie, LPNHE, CNRS,IN2P3, F-75252 Paris, France
[27] Univ Calif Los Angeles, Dept Phys & Astron, Los Angeles, CA 90095 USA
[28] Univ Bern, Albert Einstein Ctr Fundamental Phys, Bern, Switzerland
[29] Nagoya Univ, Kobayashi Maskawa Inst, Nagoya, Aichi, Japan
[30] Coimbra Polytech, ISEC, Coimbra, Portugal
基金
美国国家科学基金会; 瑞士国家科学基金会;
关键词
D O I
10.1103/PhysRevLett.121.111302
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
We report on a search for weakly interacting massive particles (WIMPs) using 278.8 days of data collected with the XENON1T experiment at LNGS. XENON1T utilizes a liquid xenon time projection chamber with a fiducial mass of (1.30 +/- 0.01) ton, resulting in a 1.0 ton yr exposure. The energy region of interest, [1.4; 10.6] keV(ee) ([4.9; 40.9] keV(nr)), exhibits an ultralow electron recoil background rate of [82(-3)(+5) (syst) +/- 3 stat)] events/ton yr keV(ee)). No significant excess over background is found, and a profile likelihood analysis parametrized in spatial and energy dimensions excludes new parameter space for the WIMP-nucleon spin-independent elastic scatter cross section for WIMP masses above 6 GeV/c(2), with a minimum of 4.1 x 10(-47) cm(2) at 30 GeV/c(2) and a 90% confidence level.
引用
收藏
页数:8
相关论文
共 40 条
  • [1] 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
  • [2] Ultralow energy calibration of LUX detector using 127Xe electron capture
    Akerib, D. S.
    Alsum, S.
    Araujo, H. M.
    Bai, X.
    Bailey, A. J.
    Balaithy, J.
    Beltrame, P.
    Bernard, E. P.
    Bernstein, A.
    Biesiadzinski, T. P.
    Boulton, E. M.
    Bras, P.
    Byram, D.
    Cahn, S. B.
    Carmona-Benitez, M. C.
    Chan, C.
    Currie, A.
    Cutter, J. E.
    Davison, T. J. R.
    Dobi, A.
    Druszkiewicz, E.
    Edwards, B. N.
    Fallon, S. R.
    Fan, A.
    Fiorucci, S.
    Gaitskell, R. J.
    Genovesi, J.
    Ghang, C.
    Gilchriese, M. G. D.
    Hall, C. R.
    Hanhardt, M.
    Haselschwardt, S. J.
    Hertel, S. A.
    Hogan, D. P.
    Horn, M.
    Huang, D. Q.
    Ignarra, C. M.
    Jacobsen, R. G.
    Ji, W.
    Kamdin, K.
    Kazkaz, K.
    Khaitan, D.
    Knoche, R.
    Larsen, N. A.
    Lenardo, B. G.
    Lesko, K. T.
    Lindote, A.
    Lopes, M. I.
    Manalaysay, A.
    Mannino, R. L.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2017, 96 (11)
  • [3] 3D modeling of electric fields in the LUX detector
    Akerib, D. S.
    Alsum, S.
    Araujo, H. M.
    Bai, X.
    Bailey, A. J.
    Balajthy, J.
    Beltrame, P.
    Bernard, E. P.
    Bernstein, A.
    Biesiadzinski, T. P.
    Boulton, E. M.
    Bras, P.
    Byram, D.
    Cahn, S. B.
    Carmona-Benitez, M. C.
    Chan, C.
    Currie, A.
    Cutter, J. E.
    Davison, T. J. R.
    Dobi, A.
    Druszkiewicz, E.
    Edwards, B. N.
    Fallon, S. R.
    Fan, A.
    Fiorucci, S.
    Gaitskell, R. J.
    Genovesi, J.
    Ghag, C.
    Gilchriese, M. G. D.
    Hall, C. R.
    Hanhardt, M.
    Haselschwardt, S. J.
    Hertel, S. A.
    Hogan, D. P.
    Horn, M.
    Huang, D. Q.
    Ignarra, C. M.
    Jacobsen, R. G.
    Ji, W.
    Kamdin, K.
    Kazkaz, K.
    Khaitan, D.
    Knoche, R.
    Larsen, N. A.
    Lenardo, B. G.
    Lesko, K. T.
    Lindote, A.
    Lopes, M. I.
    Manalaysay, A.
    Mannino, R. L.
    [J]. JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2017, 12
  • [4] Results from a Search for Dark Matter in the Complete LUX Exposure
    Akerib, D. S.
    Alsum, S.
    Araujo, H. M.
    Bai, X.
    Bailey, A. J.
    Balajthy, J.
    Beltrame, P.
    Bernard, E. P.
    Bernstein, A.
    Biesiadzinski, T. P.
    Boulton, E. M.
    Bramante, R.
    Bras, P.
    Byram, D.
    Cahn, S. B.
    Carmona-Benitez, M. C.
    Chan, C.
    Chiller, A. A.
    Chiller, C.
    Currie, A.
    Cutter, J. E.
    Davison, T. J. R.
    Dobi, A.
    Dobson, J. E. Y.
    Druszkiewicz, E.
    Edwards, B. N.
    Faham, C. H.
    Fiorucci, S.
    Gaitskell, R. J.
    Gehman, V. M.
    Ghag, C.
    Gibson, K. R.
    Gilchriese, M. G. D.
    Hall, C. R.
    Hanhardt, M.
    Haselschwardt, S. J.
    Hertel, S. A.
    Hogan, D. P.
    Horn, M.
    Huang, D. Q.
    Ignarra, C. M.
    Ihm, M.
    Jacobsen, R. G.
    Ji, W.
    Kamdin, K.
    Kazkaz, K.
    Khaitan, D.
    Knoche, R.
    Larsen, N. A.
    Lee, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 118 (02)
  • [5] Tritium calibration of the LUX dark matter experiment
    Akerib, D. S.
    Araujo, H. M.
    Bai, X.
    Bailey, A. J.
    Balajthy, J.
    Beltrame, P.
    Bernard, E. P.
    Bernstein, A.
    Biesiadzinski, T. P.
    Boulton, E. M.
    Bradley, A.
    Bramante, R.
    Cahn, S. B.
    Carmona-Benitez, M. C.
    Chan, C.
    Chapman, J. J.
    Chiller, A. A.
    Chiller, C.
    Currie, A.
    Cutter, J. E.
    Davison, T. J. R.
    de Viveiros, L.
    Dobi, A.
    Dobson, J. E. Y.
    Druszkiewicz, E.
    Edwards, B. N.
    Faham, C. H.
    Fiorucci, S.
    Gaitskell, R. J.
    Gehman, V. M.
    Ghag, C.
    Gibson, K. R.
    Gilchriese, M. G. D.
    Hall, C. R.
    Hanhardt, M.
    Haselschwardt, S. J.
    Hertel, S. A.
    Hogan, D. P.
    Horn, M.
    Huang, D. Q.
    Ignarra, C. M.
    Ihm, M.
    Jacobsen, R. G.
    Ji, W.
    Kazkaz, K.
    Khaitan, D.
    Knoche, R.
    Larsen, N. A.
    Lee, C.
    Lenardo, B. G.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (07)
  • [6] Observation of coherent elastic neutrino-nucleus scattering
    Akimov, D.
    Albert, J. B.
    An, P.
    Awe, C.
    Barbeau, P. S.
    Becker, B.
    Belov, V.
    Brown, A.
    Bolozdynya, A.
    Cabrera-Palmer, B.
    Cervantes, M.
    Collar, J. I.
    Cooper, R. J.
    Cooper, R. L.
    Cuesta, C.
    Dean, D. J.
    Detwiler, J. A.
    Eberhardt, A.
    Efremenko, Y.
    Elliott, S. R.
    Erkela, E. M.
    Fabris, L.
    Febbraro, M.
    Fields, N. E.
    Fox, W.
    Fu, Z.
    Galindo-Uribarri, A.
    Green, M. P.
    Hai, M.
    Heath, M. R.
    Hedges, S.
    Hornback, D.
    Hossbach, T. W.
    Iverson, E. B.
    Kaufman, L. J.
    Ki, S.
    Klein, S. R.
    Khromov, A.
    Konovalov, A.
    Kremer, M.
    Kumpan, A.
    Leadbetter, C.
    Li, L.
    Lu, W.
    Mann, K.
    Markoff, D. M.
    Miller, K.
    Moreno, H.
    Mueller, P. E.
    Newby, J.
    [J]. SCIENCE, 2017, 357 (6356) : 1123 - +
  • [7] Search for Majorana neutrinos with the first two years of EXO-200 data
    Albert, J. B.
    Auty, D. J.
    Barbeau, P. S.
    Beauchamp, E.
    Beck, D.
    Belov, V.
    Benitez-Medina, C.
    Bonatt, J.
    Breidenbach, M.
    Brunner, T.
    Burenkov, A.
    Cao, G. F.
    Chambers, C.
    Chaves, J.
    Cleveland, B.
    Coon, M.
    Craycraft, A.
    Daniels, T.
    Danilov, M.
    Daugherty, S. J.
    Davis, C. G.
    Davis, J.
    Devoe, R.
    Delaquis, S.
    Didberidze, T.
    Dolgolenko, A.
    Dolinski, M. J.
    Dunford, M.
    Fairbank, W., Jr.
    Farine, J.
    Feldmeier, W.
    Fierlinger, P.
    Fudenberg, D.
    Giroux, G.
    Gornea, R.
    Graham, K.
    Gratta, G.
    Hall, C.
    Herrin, S.
    Hughes, M.
    Jewell, M. J.
    Jiang, X. S.
    Johnson, A.
    Johnson, T. N.
    Johnston, S.
    Karelin, A.
    Kaufman, L. J.
    Killick, R.
    Koffas, T.
    Kravitz, S.
    [J]. NATURE, 2014, 510 (7504) : 229 - 234
  • [8] Signal yields of keV electronic recoils and their discrimination from nuclear recoils in liquid xenon
    Aprile, E.
    Aalbers, J.
    Agostini, F.
    Alfonsi, M.
    Amaro, F. D.
    Anthony, M.
    Arneodo, F.
    Barrow, P.
    Baudis, L.
    Bauermeister, B.
    Benabderrahmane, M. L.
    Berger, T.
    Breur, P. A.
    Brown, A.
    Brown, E.
    Bruenner, S.
    Bruno, G.
    Budnik, R.
    Buetikofer, L.
    Calven, J.
    Cardoso, J. M. R.
    Cervantes, M.
    Cichon, D.
    Coderre, D.
    Colijn, A. P.
    Conrad, J.
    Cussonneau, J. P.
    Decowski, M. P.
    de Perio, P.
    Di Gangi, P.
    Di Giovanni, A.
    Diglio, S.
    Eurin, G.
    Fei, J.
    Ferella, A. D.
    Fieguth, A.
    Fulgione, W.
    Rosso, A. Gallo
    Galloway, M.
    Gao, F.
    Garbini, M.
    Geis, C.
    Goetzke, L. W.
    Grandi, L.
    Greene, Z.
    Grignon, C.
    Hasterok, C.
    Hogenbirk, E.
    Howlett, J.
    Itay, R.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2018, 97 (09)
  • [9] Intrinsic backgrounds from Rn and Kr in the XENON100 experiment
    Aprile, E.
    Aalbers, J.
    Agostini, F.
    Alfonsi, M.
    Amaro, F. D.
    Anthony, M.
    Arneodo, F.
    Barrow, P.
    Baudis, L.
    Bauermeister, B.
    Benabderrahmane, M. L.
    Berger, T.
    Breur, P. A.
    Brown, A.
    Brown, E.
    Bruenner, S.
    Bruno, G.
    Budnik, R.
    Buetikofer, L.
    Calven, J.
    Cardoso, J. M. R.
    Cervantes, M.
    Cichon, D.
    Coderre, D.
    Colijn, A. P.
    Conrad, J.
    Cussonneau, J. P.
    Decowski, M. P.
    de Perio, P.
    Di Gangi, P.
    Di Giovanni, A.
    Diglio, S.
    Eurin, G.
    Fei, J.
    Ferella, A. D.
    Fieguth, A.
    Fulgione, W.
    Rosso, A. Gallo
    Galloway, M.
    Gao, F.
    Garbini, M.
    Geis, C.
    Goetzke, L. W.
    Greene, Z.
    Grignon, C.
    Hasterok, C.
    Hogenbirk, E.
    Itay, R.
    Kaminsky, B.
    Kazama, S.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2018, 78 (02):
  • [10] First Dark Matter Search Results from the XENON1T Experiment
    Aprile, E.
    Aalbers, J.
    Agostini, F.
    Alfonsi, M.
    Amaro, F. D.
    Anthony, M.
    Arneodo, F.
    Barrow, P.
    Baudis, L.
    Bauermeister, B.
    Benabderrahmane, M. L.
    Berger, T.
    Breur, P. A.
    Brown, A.
    Brown, A.
    Brown, E.
    Bruenner, S.
    Bruno, G.
    Budnik, R.
    Buetikofer, L.
    Calven, J.
    Cardoso, J. M. R.
    Cervantes, M.
    Cichon, D.
    Coderre, D.
    Colijn, A. P.
    Conrad, J.
    Cussonneau, J. P.
    Decowski, M. P.
    de Perio, P.
    Di Gangi, P.
    Di Giovanni, A.
    Diglio, S.
    Eurin, G.
    Fei, J.
    Ferella, A. D.
    Fieguth, A.
    Fulgione, W.
    Rosso, A. Gallo
    Galloway, M.
    Gao, F.
    Garbini, M.
    Gardner, R.
    Geis, C.
    Goetzke, L. W.
    Grandi, L.
    Greene, Z.
    Grignon, C.
    Hasterok, C.
    Hogenbirk, E.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (18)