Analysis of the XENON100 dark matter search data

被引:42
作者
Aprile, E. [1 ]
Alfonsi, M. [2 ,3 ]
Arisaka, K. [4 ]
Arneodo, F. [5 ]
Balan, C. [6 ]
Baudis, L. [7 ]
Behrens, A. [7 ]
Beltrame, P. [4 ,8 ]
Bokeloh, K. [9 ]
Brown, E. [9 ]
Bruno, G. [5 ]
Budnik, R. [1 ]
Cardoso, J. M. R. [6 ]
Chen, W. -T. [10 ]
Choi, B. [1 ]
Cline, D. B. [4 ]
Contreras, H. [1 ]
Cussonneau, J. P. [10 ]
Decowski, M. P. [2 ,3 ]
Duchovni, E. [8 ]
Fattorii, S. [11 ,12 ]
Ferella, A. D. [5 ,7 ]
Fulgione, W. [13 ,14 ]
Gao, F. [16 ,17 ]
Garbini, M. [18 ]
Giboni, K. -L. [1 ]
Goetzke, L. W. [1 ]
Grignon, C. [11 ,12 ]
Gross, E. [8 ]
Hampel, W. [18 ]
Kish, A. [7 ]
Lamblin, J. [10 ]
Landsman, H. [8 ]
Lang, R. F. [1 ,19 ]
Le Calloch, M. [10 ]
Levy, C. [9 ]
Lim, K. E. [1 ]
Lin, Q. [15 ]
Lindemann, S. [18 ]
Lindner, M. [18 ]
Lopes, J. A. M. [6 ]
Lung, K. [4 ]
Undagoitia, T. Marrodan [7 ,18 ]
Massoli, F. V. [16 ,17 ]
Mei, Y. [11 ,12 ,20 ]
Fernandez, A. J. Melgarejo [1 ]
Meng, Y. [4 ]
Molinario, A. [9 ]
Nativ, E. [8 ]
Ni, K. [10 ]
机构
[1] Columbia Univ, Dept Phys, New York, NY 10027 USA
[2] NIKHEF H, NL-1009 DB Amsterdam, Netherlands
[3] Univ Amsterdam, Amsterdam, Netherlands
[4] Univ Calif Los Angeles, Dept Phys & Astron, Los Angeles, CA USA
[5] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Gran Sasso, Assergi, Italy
[6] Univ Coimbra, Dept Phys, Coimbra, Portugal
[7] Univ Zurich, Inst Phys, Zurich, Switzerland
[8] Weizmann Inst Sci, Dept Particle Phys & Astrophys, IL-76100 Rehovot, Israel
[9] Univ Munster, Inst Kernphys, D-48149 Munster, Germany
[10] Univ Nantes, SUBATECH, Ecole Mines Nantes, CNRS,In2p3, Nantes, France
[11] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys, Mainz, Germany
[12] Johannes Gutenberg Univ Mainz, PRISMA Exzellenzcluster, D-55122 Mainz, Germany
[13] INFN Torino, Turin, Italy
[14] Osservatorio Astrofis Torino, Turin, Italy
[15] Shanghai Jiao Tong Univ, Dept Phys & Astron, Shanghai 200030, Peoples R China
[16] Univ Bologna, Dept Phys & Astron, Bologna, Italy
[17] Ist Nazl Fis Nucl, I-40126 Bologna, Italy
[18] Max Planck Inst Kernphys, D-69117 Heidelberg, Germany
[19] Purdue Univ, Dept Phys, W Lafayette, IN 47907 USA
[20] Rice Univ, Dept Phys & Astron, Houston, TX USA
[21] Univ Bern, Albert Einstein Ctr Fundamental Phys, Bern, Switzerland
基金
美国国家科学基金会;
关键词
Dark matter; WIMPs; Direct detection; Xenon; IONIZATION;
D O I
10.1016/j.astropartphys.2013.10.002
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The XENON100 experiment, situated in the Laboratori Nazionali del Gran Sasso, aims at the direct detection of dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs), based on their interactions with xenon nuclei in an ultra low background dual-phase time projection chamber. This paper describes the general methods developed for the analysis of the XENON 100 data. These methods have been used in the 100.9 and 224.6 live days science runs from which results on spin-independent elastic, spin-dependent elastic and inelastic WIMP-nucleon cross-sections have already been reported. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.
引用
收藏
页码:11 / 24
页数:14
相关论文
共 37 条
[1]   Muon "depth-intensity" relation measured by the LVD underground experiment and cosmic-ray muon spectrum at sea level [J].
Aglietta, M ;
Alpat, B ;
Alyea, ED ;
Antonioli, P ;
Badino, G ;
Bari, G ;
Basile, M ;
Berezinsky, VS ;
Bersani, F ;
Bertaina, M ;
Bertoni, R ;
Bonoli, G ;
Bosco, A ;
Bruni, G ;
Romeo, GC ;
Castagnoli, C ;
Castellina, A ;
Chiavassa, A ;
Chinellato, JA ;
Cifarelli, L ;
Cindolo, F ;
Conforto, G ;
Contin, A ;
Dadykin, VL ;
De Silva, A ;
Deutsch, M ;
Dominici, P ;
Dos Santos, LG ;
Emaldi, L ;
Enikeev, RI ;
Fabbri, FL ;
Fulgione, W ;
Galeotti, P ;
Ghetti, C ;
Ghia, P ;
Giusti, P ;
Granella, R ;
Grianti, F ;
Guidi, G ;
Hafen, ES ;
Haridas, P ;
Iacobucci, G ;
Inoue, N ;
Kemp, E ;
Khalchukov, FF ;
Korolkova, EV ;
Korchaguin, PV ;
Korchaguin, VB ;
Kudryavtsev, VA ;
Lau, K .
PHYSICAL REVIEW D, 1998, 58 (09)
[2]   GEANT4-a simulation toolkit [J].
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 .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2003, 506 (03) :250-303
[3]   Science and technology of Borexino: a real-time detector for low energy solar neutrinos [J].
Alimonti, G ;
Arpesella, C ;
Back, H ;
Balata, M ;
Beau, T ;
Bellini, G ;
Benziger, J ;
Bonetti, S ;
Brigatti, A ;
Caccianiga, B ;
Cadonati, L ;
Calaprice, F ;
Cecchet, G ;
Chen, M ;
DeBari, A ;
DeHaas, E ;
de Kerret, H ;
Donghi, O ;
Deutsch, M ;
Elisei, F ;
Etenko, A ;
von Feilitzsch, F ;
Fernholz, R ;
Ford, R ;
Freudiger, B ;
Garagiola, A ;
Galbiati, C ;
Gatti, F ;
Gazzana, S ;
Giammarchi, M ;
Giugni, D ;
Golubchikov, A ;
Goretti, A ;
Grieb, C ;
Hagner, C ;
Hagner, T ;
Hampel, W ;
Harding, E ;
Hartmann, F ;
von Hentig, R ;
Hess, H ;
Heusser, G ;
Ianni, A ;
Inzani, P ;
Kidner, S ;
Kiko, J ;
Kirsten, T ;
Korga, G ;
Korschinek, G ;
Kryn, D .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2002, 16 (03) :205-234
[4]  
Angle J., 2009, PHYS REV D, VD80, P8
[5]   ROOT - A C++ framework for petabyte data storage, statistical analysis and visualization [J].
Antcheva, I. ;
Ballintijn, M. ;
Bellenot, B. ;
Biskup, M. ;
Brun, R. ;
Buncic, N. ;
Canal, Ph. ;
Casadei, D. ;
Couet, O. ;
Fine, V. ;
Franco, L. ;
Ganis, G. ;
Gheata, A. ;
Maline, D. Gonzalez ;
Goto, M. ;
Iwaszkiewicz, J. ;
Kreshuk, A. ;
Segura, D. Marcos ;
Maunder, R. ;
Moneta, L. ;
Naumann, A. ;
Offermann, E. ;
Onuchin, V. ;
Panacek, S. ;
Rademakers, F. ;
Russo, R. ;
Tadel, M. .
COMPUTER PHYSICS COMMUNICATIONS, 2009, 180 (12) :2499-2512
[6]  
Antonioli P., 1997, ASTROPART PHYS, V357
[7]   Simultaneous measurement of ionization and scintillation from nuclear recoils in liquid xenon for a dark matter experiment [J].
Aprile, E. ;
Dahl, C. E. ;
de Viveiros, L. ;
Gaitskell, R. J. ;
Giboni, K. L. ;
Kwong, J. ;
Majewski, P. ;
Ni, K. ;
Shutt, T. ;
Yamashita, M. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2006, 97 (08)
[8]   Response of the XENON100 dark matter detector to nuclear recoils [J].
Aprile, E. ;
Alfonsi, M. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Balan, C. ;
Baudis, L. ;
Bauermeister, B. ;
Behrens, A. ;
Beltrame, P. ;
Bokeloh, K. ;
Brown, A. ;
Brown, E. ;
Bruenner, S. ;
Bruno, G. ;
Budnik, R. ;
Cardoso, J. M. R. ;
Chen, W. -T. ;
Choi, B. ;
Colijn, A. P. ;
Contreras, H. ;
Cussonneau, J. P. ;
Decowski, M. P. ;
Duchovni, E. ;
Fattori, S. ;
Ferella, A. D. ;
Fulgione, W. ;
Gao, F. ;
Garbini, M. ;
Geis, C. ;
Ghag, C. ;
Giboni, K. -L. ;
Goetzke, L. W. ;
Grignon, C. ;
Gross, E. ;
Hampel, W. ;
Itay, R. ;
Kaether, F. ;
Kessler, G. ;
Kish, A. ;
Landsman, H. ;
Lang, R. F. ;
Le Calloch, M. ;
Levy, C. ;
Lim, K. E. ;
Lin, Q. ;
Lindemann, S. ;
Lindner, M. ;
Lopes, J. A. M. ;
Lung, K. ;
Undagoitia, T. Marrodan .
PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (01)
[9]   Limits on Spin-Dependent WIMP-Nucleon Cross Sections from 225 Live Days of XENON100 Data [J].
Aprile, E. ;
Alfonsi, M. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Balan, C. ;
Baudis, L. ;
Bauermeister, B. ;
Behrens, A. ;
Beltrame, P. ;
Bokeloh, K. ;
Brown, A. ;
Brown, E. ;
Bruno, G. ;
Budnik, R. ;
Cardoso, J. M. R. ;
Chen, W. -T. ;
Choi, B. ;
Colijn, A. P. ;
Contreras, H. ;
Cussonneau, J. P. ;
Decowski, M. P. ;
Duchovni, E. ;
Fattori, S. ;
Ferella, A. D. ;
Fulgione, W. ;
Gao, F. ;
Garbini, M. ;
Ghag, C. ;
Giboni, K. -L. ;
Goetzke, L. W. ;
Grignon, C. ;
Gross, E. ;
Hampel, W. ;
Kaether, F. ;
Kish, A. ;
Lamblin, J. ;
Landsman, H. ;
Lang, R. F. ;
Le Calloch, M. ;
Lellouch, D. ;
Levy, C. ;
Lim, K. E. ;
Lin, Q. ;
Lindemann, S. ;
Lindner, M. ;
Lopes, J. A. M. ;
Lung, K. ;
Undagoitia, T. Marrodan ;
Massoli, F. V. ;
Fernandez, A. J. Melgarejo .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (02)
[10]   Dark Matter Results from 225 Live Days of XENON100 Data [J].
Aprile, E. ;
Alfonsi, M. ;
Arisaka, K. ;
Arneodo, F. ;
Balan, C. ;
Baudis, L. ;
Bauermeister, B. ;
Behrens, A. ;
Beltrame, P. ;
Bokeloh, K. ;
Brown, E. ;
Bruno, G. ;
Budnik, R. ;
Cardoso, J. M. R. ;
Chen, W. -T. ;
Choi, B. ;
Cline, D. ;
Colijn, A. P. ;
Contreras, H. ;
Cussonneau, J. P. ;
Decowski, M. P. ;
Duchovni, E. ;
Fattori, S. ;
Ferella, A. D. ;
Fulgione, W. ;
Gao, F. ;
Garbini, M. ;
Ghag, C. ;
Giboni, K. -L. ;
Goetzke, L. W. ;
Grignon, C. ;
Gross, E. ;
Hampel, W. ;
Kaether, F. ;
Kish, A. ;
Lamblin, J. ;
Landsman, H. ;
Lang, R. F. ;
Le Calloch, M. ;
Levy, C. ;
Lim, K. E. ;
Lin, Q. ;
Lindemann, S. ;
Lindner, M. ;
Lopes, J. A. M. ;
Lung, K. ;
Undagoitia, T. Marrodan ;
Massoli, F. V. ;
Fernandez, A. J. Melgarejo ;
Meng, Y. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 109 (18)