Search for a Dark Matter-Induced Annual Modulation Signal in NaI(Tl) with the COSINE-100 Experiment

被引：84

作者：

Adhikari, G. ^{[1
]}

Adhikari, P. ^{[1
,18
]}

de Souza, E. Barbosa ^{[2
,3
]}

Carlin, N. ^{[4
]}

Choi, S. ^{[5
]}

Djamal, M. ^{[6
]}

Ezeribe, A. C. ^{[7
]}

Ha, C. ^{[8
]}

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

Jeon, E. J. ^{[8
]}

Jo, J. H. ^{[2
,3
]}

Joo, H. W. ^{[5
]}

Kang, W. G. ^{[8
]}

Kang, W. ^{[10
]}

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

Kim, G. S. ^{[13
]}

Kim, H. ^{[8
]}

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

Kim, K. W. ^{[8
]}

Kim, N. Y. ^{[8
]}

Kim, S. K. ^{[9
]}

Kim, Y. D. ^{[1
,8
,14
]}

Kim, Y. H. ^{[8
,14
,15
]}

Ko, Y. J. ^{[8
]}

Kudryavtsev, V. A. ^{[7
]}

Lee, H. S. ^{[8
,14
]}

Lee, J. ^{[8
]}

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

Lee, M. H. ^{[8
,14
]}

Leonard, D. S. ^{[8
]}

Lynch, W. A. ^{[7
]}

Maruyama, R. H. ^{[2
,3
]}

Mouton, F. ^{[10
]}

Olsen, S. L. ^{[8
]}

Park, B. J. ^{[14
]}

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

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

Park, K. S. ^{[8
]}

Pitta, R. L. C. ^{[4
]}

Prihtiadi, H. ^{[6
]}

Ra, S. J. ^{[8
]}

Rott, C. ^{[10
]}

Shin, K. A. ^{[8
]}

Scarff, A. ^{[7
]}

Spooner, N. J. C. ^{[7
]}

Thompson, W. G. ^{[2
,3
]}

Yang, L. ^{[17
]}

Yu, G. H. ^{[10
]}

机构：

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

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

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

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

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

[6] Bandung Inst Technol, Dept Phys, Bandung 40132, Indonesia

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

[8] Inst for Basic Sci Korea, Ctr Underground Phys, Daejeon 34126, South Korea

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

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

[11] Univ Wisconsin, Dept Phys, 1150 Univ Ave, Madison, WI 53706 USA

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

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

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

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

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

[17] Univ Illinois, Dept Phys, Urbana, IL 61801 USA

[18] Carleton Univ, Dept Phys, Ottawa, ON K1S 5B6, Canada

来源：

PHYSICAL REVIEW LETTERS | 2019年 / 123卷 / 03期

基金：

巴西圣保罗研究基金会;

关键词：

Dark Matter - Modulation - Sodium Iodide - Image segmentation;

D O I：

10.1103/PhysRevLett.123.031302

中图分类号：

O4 [物理学];

学科分类号：

0702 ;

摘要：

We present new constraints on the dark matter-induced annual modulation signal using 1.7 years of COSINE-100 data with a total exposure of 97.7 kg yr. The COSINE-100 experiment, consisting of 106 kg of NaI(Tl) target material, is designed to carry out a model-independent test of DAMA/LIBRA's claim of WIMP discovery by searching for the same annual modulation signal using the same NaI(Tl) target. The crystal data show a 2.7 cpd/kg/keV background rate on average in the 2-6 keV energy region of interest. Using a chi-squared minimization method we observe best fit values for modulation amplitude and phase of 0.0092 +/- 0.0067 cpd/kg/keV and 127.2 +/- 45.9 d, respectively.

引用

页数：6

共 40 条

[1] Direct dark matter search by annual modulation with 2.7 years of XMASS-I data [J].

Abe, K. ;

Hiraide, K. ;

Ichimura, K. ;

Kishimoto, Y. ;

Kobayashi, K. ;

Kobayashi, M. ;

Moriyama, S. ;

Nakahata, M. ;

Norita, T. ;

Ogawa, H. ;

Sato, K. ;

Sekiya, H. ;

Takachio, O. ;

Takeda, A. ;

Tasaka, S. ;

Yamashita, M. ;

Yang, B. S. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Itow, Y. ;

Kanzawa, K. ;

Kegasa, R. ;

Masuda, K. ;

Takiya, H. ;

Fushimi, K. ;

Kanzaki, G. ;

Martens, K. ;

Suzuki, Y. ;

Xu, B. D. ;

Fujita, R. ;

Hosokawa, K. ;

Miuchi, K. ;

Oka, N. ;

Takeuchi, Y. ;

Kim, Y. H. ;

Lee, K. B. ;

Lee, M. K. ;

Fukuda, Y. ;

Miyasaka, M. ;

Nishijima, K. ;

Nakamura, S. .

PHYSICAL REVIEW D, 2018, 97 (10)

[2] Planck 2013 results. XVII. Gravitational lensing by large-scale structure [J].

Ade, P. A. R. ;

Aghanim, N. ;

Armitage-Caplan, C. ;

Arnaud, M. ;

Ashdown, M. ;

Atrio-Barandela, E. ;

Aumont, J. ;

Baccigalupi, C. ;

Banday, A. J. ;

Barreiro, R. B. ;

Bartlett, J. G. ;

Basak, S. ;

Battaner, E. ;

Benabed, K. ;

Benoit, A. ;

Benoit-Levy, A. ;

Bernard, J. -P. ;

Bersanelli, M. ;

Bielewicz, P. ;

Bobin, J. ;

Bock, J. J. ;

Bonaldi, A. ;

Bonavera, L. ;

Bond, J. R. ;

Borrill, J. ;

Bouchet, F. R. ;

Bridges, M. ;

Bucher, M. ;

Burigana, C. ;

Butler, R. C. ;

Cardoso, J. -F. ;

Catalano, A. ;

Challinor, A. ;

Chamballu, A. ;

Chiang, H. C. ;

Chiang, L. -Y ;

Christensen, P. R. ;

Church, S. ;

Clements, D. L. ;

Colombi, S. ;

Colombo, L. P. L. ;

Couchot, F. ;

Coulais, A. ;

Crill, B. P. ;

Curto, A. ;

Cuttaia, F. ;

Danese, L. ;

Davies, R. D. ;

Davis, R. J. ;

de Bernardis, P. .

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2014, 571

[3] The COSINE-100 data acquisition system [J].

Adhikar, G. ;

Adhikari, P. ;

de Souza, E. Barbosa ;

Carlin, N. ;

Choi, S. ;

Choi, W. ;

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. S. ;

Kauer, M. ;

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, M. H. ;

Lim, K. E. ;

Leonard, D. S. ;

Maruyama, R. H. ;

Mouton, F. ;

Na, S. ;

Olsen, S. L. ;

Park, H. K. ;

Park, H. S. ;

Park, J. S. ;

Park, K. S. ;

Pettus, W. ;

Prihtiadi, H. ;

Rott, C. ;

Scarff, A. ;

Spooner, N. J. C. ;

Thompson, W. G. ;

Yang, L. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2018, 13

[4] Study of fast neutron detector for COSINE-100 experiment [J].

Adhikari, G. ;

Adhikari, P. ;

Ha, C. ;

Jeon, E. J. ;

Kim, K. W. ;

Kim, N. Y. ;

Kim, Y. D. ;

Ko, Y. J. ;

Lee, H. S. ;

Lee, J. ;

Lee, M. H. ;

Maruyama, R. H. ;

Olsen, S. L. ;

Prihtiadi, H. .

JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2018, 13

[5] Initial performance of the COSINE-100 experiment [J].

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. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2018, 78 (02)

[6]

Adhikari G., ARXIV190512861

[7] An experiment to search for dark-matter interactions using sodium iodide detectors [J].

Adhikari, Govinda ;

Adhikari, Pushparaj ;

de Souza, Estella Barbosa ;

Carlin, Nelson ;

Choi, Seonho ;

Djamal, Mitra ;

Ezeribe, Anthony C. ;

Ha, Chang Hyon ;

Hahn, Insik ;

Hubbard, Antonia J. F. ;

Jeon, Eunju ;

Jo, Jay Hyun ;

Joo, Hanwool ;

Kang, Woon Gu ;

Kang, Woosik ;

Kauer, Matthew ;

Kim, Bonghee ;

Kim, Hongjoo ;

Kim, Hyounggyu ;

Kim, Kyungwon ;

Kim, Nam Young ;

Kim, Sun Kee ;

Kim, Yeongduk ;

Kim, Yong-Hamb ;

Ko, Young Ju ;

Kudryavtsev, Vitaly A. ;

Lee, Hyun Su ;

Lee, Jaison ;

Lee, Jooyoung ;

Lee, Moo Hyun ;

Leonard, Douglas S. ;

Lynch, Warren A. ;

Maruyama, Reina H. ;

Mouton, Frederic ;

Olsen, Stephen L. ;

Park, Byungju ;

Park, Hyang Kyu ;

Park, Hyeonseo ;

Park, Jungsic ;

Park, Kangsoon ;

Pettus, Walter C. ;

Prihtiadi, Hafizh ;

Ra, Sejin ;

Rott, Carsten ;

Scarff, Andrew ;

Shin, Keon Ah ;

Spooner, Neil J. C. ;

Thompson, William G. ;

Yang, Liang ;

Yong, Seok Hyun .

NATURE, 2018, 564 (7734) :83-+

[8] Background model for the NaI(Tl) crystals in COSINE-100 [J].

Adhikari, P. ;

Adhikari, G. ;

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. ;

Kauer, M. ;

Kang, W. S. ;

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. ;

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. ;

Prihtiadi, H. ;

Ra, S. ;

Rott, C. ;

Scarff, A. ;

Spooner, N. J. C. ;

Thompson, W. G. ;

Yang, L. ;

Yong, S. H. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2018, 78 (06)

[9] Search for Low-Mass Weakly Interacting Massive Particles with SuperCDMS [J].

Agnese, R. ;

Anderson, A. J. ;

Asai, M. ;

Balakishiyeva, D. ;

Thakur, R. Basu ;

Bauer, D. A. ;

Beaty, J. ;

Billard, J. ;

Borgland, A. ;

Bowles, M. A. ;

Brandt, D. ;

Brink, P. L. ;

Bunker, R. ;

Cabrera, B. ;

Caldwell, D. O. ;

Cerdeno, D. G. ;

Chagani, H. ;

Chen, Y. ;

Cherry, M. ;

Cooley, J. ;

Cornell, B. ;

Crewdson, C. H. ;

Cushman, P. ;

Daal, M. ;

DeVaney, D. ;

Di Stefano, P. C. F. ;

Silva, E. Do Couto E. ;

Doughty, T. ;

Esteban, L. ;

Fallows, S. ;

Figueroa-Feliciano, E. ;

Godfrey, G. L. ;

Golwala, S. R. ;

Hall, J. ;

Hansen, S. ;

Harris, H. R. ;

Hertel, S. A. ;

Hines, B. A. ;

Hofer, T. ;

Holmgren, D. ;

Hsu, L. ;

Huber, M. E. ;

Jastram, A. ;

Kamaev, O. ;

Kara, B. ;

Kelsey, M. H. ;

Kenany, S. ;

Kennedy, A. ;

Kiveni, M. ;

Koch, K. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 112 (24)

[10] 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

← 1 2 3 4 →