Dark matter direct-detection experiments

被引：279

作者：

Undagoitia, Teresa Marrodan ^{[1
]}

Rauch, Ludwig ^{[1
]}

机构：

[1] Max Planck Inst Kernphys, Saupfercheckweg 1, D-69117 Heidelberg, Germany

来源：

JOURNAL OF PHYSICS G-NUCLEAR AND PARTICLE PHYSICS | 2016年 / 43卷 / 01期

关键词：

dark matter; dark matter searches; direct detection; ANNUAL MODULATION DATA; LARGE-SCALE STRUCTURE; LIQUID-XENON; OBSERVATIONAL EVIDENCE; COSMIC-RAYS; WIMP SEARCH; ION-PAIR; NUCLEAR; GALAXIES; LIMITS;

D O I：

10.1088/0954-3899/43/1/013001

中图分类号：

O57 [原子核物理学、高能物理学];

学科分类号：

070202 ;

摘要：

In recent decades, several detector technologies have been developed with the quest to directly detect dark matter interactions and to test one of the most important unsolved questions in modern physics. The sensitivity of these experiments has improved with a tremendous speed due to a constant development of the detectors and analysis methods, proving uniquely suited devices to solve the dark matter puzzle, as all other discovery strategies can only indirectly infer its existence. Despite the overwhelming evidence for dark matter from cosmological indications at small and large scales, clear evidence for a particle explaining these observations remains absent. This review summarises the status of direct dark matter searches, focusing on the detector technologies used to directly detect a dark matter particle producing recoil energies in the keV energy scale. The phenomenological signal expectations, main background sources, statistical treatment of data and calibration strategies are discussed.

引用

页数：60

共 359 条

[1] Search for Magnetic Monopoles in √s=7 TeV pp Collisions with the ATLAS Detector [J].

Aad, G. ;

Abajyan, T. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Khalek, S. Abdel ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdinov, O. ;

Aben, R. ;

Abi, B. ;

Abolins, M. ;

AbouZeid, O. S. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Acerbi, E. ;

Acharya, B. S. ;

Adamczyk, L. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Adomeit, S. ;

Adragna, P. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Agustoni, M. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alison, J. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 109 (26)

[2] Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC [J].

Aad, G. ;

Abajyan, T. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Khalek, S. Abdel ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdinov, O. ;

Aben, R. ;

Abi, B. ;

Abolins, M. ;

AbouZeid, U. S. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Acharya, B. S. ;

Adamczyk, L. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Adomeit, S. ;

Adragna, P. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Agustoni, M. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alison, J. ;

Allbrooke, B. M. M. .

PHYSICS LETTERS B, 2012, 716 (01) :1-29

[3] Search for a Heavy Particle Decaying into an Electron and a Muon with the ATLAS Detector in √s=7 TeV pp collisions at the LHC [J].

Aad, G. ;

Abbott, B. ;

Abdallah, J. ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdesselam, A. ;

Abdinov, O. ;

Abi, B. ;

Abolins, M. ;

Abramowicz, H. ;

Abreu, H. ;

Acerbi, E. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, D. L. ;

Addy, T. N. ;

Adelman, J. ;

Aderholz, M. ;

Adomeit, S. ;

Adragna, P. ;

Adye, T. ;

Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Akiyama, A. ;

Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

Alimonti, G. ;

Alison, J. ;

Aliyev, M. ;

Allport, P. P. ;

Allwood-Spiers, S. E. ;

Almond, J. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (25)

[4] The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider [J].

Aad, G. ;

Abat, E. ;

Abdallah, J. ;

Abdelalim, A. A. ;

Abdesselam, A. ;

Abdinov, O. ;

Abi, B. A. ;

Abolins, M. ;

Abramowicz, H. ;

Acerbi, E. ;

Acharya, B. S. ;

Achenbach, R. ;

Ackers, M. ;

Adams, D. L. ;

Adamyan, F. ;

Addy, T. N. ;

Aderholz, M. ;

Adorisio, C. ;

Adragna, P. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahmed, H. ;

Aielli, G. ;

Akesson, P. F. ;

Akesson, T. P. A. ;

Alam, S. M. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Aleppo, M. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alimonti, G. ;

Aliyev, M. ;

Allport, P. P. ;

Allwood-Spiers, S. E. ;

Aloisio, A. ;

Alonso, J. ;

Alves, R. ;

Alviggi, M. G. ;

Amako, K. ;

Amaral, P. ;

Amaral, S. P. ;

Ambrosini, G. ;

Ambrosio, G. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2008, 3

[5] The DarkSide Multiton Detector for the Direct Dark Matter Search [J].

Aalseth, C. E. ;

Agnes, P. ;

Alton, A. ;

Arisaka, K. ;

Asner, D. M. ;

Back, H. O. ;

Baldin, B. ;

Biery, K. ;

Bonfini, G. ;

Bossa, M. ;

Brigatti, A. ;

Brodsky, J. ;

Budano, F. ;

Cadonati, L. ;

Cadoni, M. ;

Calaprice, F. ;

Canci, N. ;

Candela, A. ;

Cao, H. ;

Cariello, M. ;

Cavalcante, P. ;

Chepurnov, A. ;

Cocco, A. G. ;

Condon, C. ;

Crippa, L. ;

D'Angelo, D. ;

D'Incecco, M. ;

Davini, S. ;

De Deo, M. ;

Derbin, A. ;

Devoto, A. ;

Di Eusanio, F. ;

Edkins, E. ;

Empl, A. ;

Fan, A. ;

Fiorillo, G. ;

Fomenko, K. ;

Forster, G. ;

Foxe, M. ;

Franco, D. ;

Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

Goretti, A. ;

Grandi, L. ;

Gromov, M. ;

Guan, M. Y. ;

Guardincerri, Y. ;

Hackett, B. ;

Herner, K. ;

Hime, A. .

ADVANCES IN HIGH ENERGY PHYSICS, 2015, 2015

[6] 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)

[7] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect [J].

Aalseth, C. E. ;

Barbeau, P. S. ;

Cerdeno, D. G. ;

Colaresi, J. ;

Collar, J. I. ;

de Lurgio, P. ;

Drake, G. ;

Fast, J. E. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Orrell, J. L. ;

Reyna, D. ;

Robertson, R. G. H. ;

Talaga, R. L. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

Wilkerson, J. F. ;

Yocum, K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 101 (25)

[8]

Aalseth C E, 2014, ARXIV14016234

[9] Search for Dark Matter Annihilations in the Sun with the 79-String IceCube Detector [J].

Aartsen, M. G. ;

Abbasi, R. ;

Abdou, Y. ;

Ackermann, M. ;

Adams, J. ;

Aguilar, J. A. ;

Ahlers, M. ;

Altmann, D. ;

Auffenberg, J. ;

Bai, X. ;

Baker, M. ;

Barwick, S. W. ;

Baum, V. ;

Bay, R. ;

Beattie, K. ;

Beatty, J. J. ;

Bechet, S. ;

Tjus, J. Becker ;

Becker, K. -H. ;

Bell, M. ;

Benabderrahmane, M. L. ;

BenZvi, S. ;

Berdermann, J. ;

Berghaus, P. ;

Berley, D. ;

Bernardini, E. ;

Bernhard, A. ;

Bertrand, D. ;

Besson, D. Z. ;

Bindig, D. ;

Bissok, M. ;

Blaufuss, E. ;

Blumenthal, J. ;

Boersma, D. J. ;

Bohaichuk, S. ;

Bohm, C. ;

Bose, D. ;

Boeser, S. ;

Botner, O. ;

Brayeur, L. ;

Brown, A. M. ;

Bruijn, R. ;

Brunner, J. ;

Buitink, S. ;

Carson, M. ;

Casey, J. ;

Casier, M. ;

Chirkin, D. ;

Christy, B. ;

Clark, K. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 110 (13)

[10] Direct detection of warm dark matter in the X-ray [J].

Abazajian, K ;

Fuller, GM ;

Tucker, WH .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2001, 562 (02) :593-604

← 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 →