XENON1T dark matter data analysis: Signal reconstruction, calibration, and event selection

被引:58
作者
Aprile, E. [1 ]
Aalbers, J. [2 ,3 ,4 ]
Agostini, F. [5 ,6 ]
Alfonsi, M. [7 ]
Althueser, L. [8 ]
Amaro, F. D. [9 ]
Antochi, V. C. [2 ]
Arneodo, F. [10 ]
Baudis, L. [11 ]
Bauermeister, B. [2 ]
Bellagamba, L. [5 ,6 ]
Benabderrahmane, M. L. [10 ]
Berger, T. [12 ]
Breur, P. A. [3 ,4 ]
Brown, A. [11 ]
Brown, E. [12 ]
Bruenner, S. [13 ]
Bruno, G. [10 ]
Budnik, R. [14 ]
Capelli, C. [11 ]
Cardoso, J. M. R. [9 ]
Cichon, D. [13 ]
Coderre, D. [15 ]
Colijn, A. P. [3 ,4 ,32 ]
Conrad, J. [2 ]
Cussonneau, J. P. [16 ]
Decowski, M. P. [3 ,4 ]
de Perio, P. [1 ]
Di Gangi, P. [5 ,6 ]
Di Giovanni, A. [10 ]
Diglio, S. [16 ]
Elykov, A. [15 ]
Eurin, G. [13 ]
Fei, J. [17 ]
Ferella, A. D. [2 ]
Fieguth, A. [8 ]
Fulgione, W. [18 ,19 ,20 ,21 ]
Rosso, A. Gallo [18 ,19 ]
Galloway, M. [11 ]
Gao, F. [1 ]
Garbini, M. [5 ,6 ]
Grandi, L. [22 ,23 ]
Greene, Z. [1 ]
Hasterok, C. [13 ]
Hogenbirk, E. [3 ,4 ]
Howlett, J. [1 ]
Iacovacci, M. [24 ,25 ]
Itay, R. [14 ]
Joerg, F. [13 ]
Kazama, S. [26 ]
机构
[1] Columbia Univ, Dept Phys, 538 W 120th St, New York, NY 10027 USA
[2] Stockholm Univ, Oskar Klein Ctr, Dept Phys, SE-10691 Stockholm, Sweden
[3] Nikhef, Sci Pk, NL-1098 XG Amsterdam, Netherlands
[4] Univ Amsterdam, Sci Pk, NL-1098 XG Amsterdam, Netherlands
[5] Univ Bologna, Dept Phys & Astron, I-40126 Bologna, Italy
[6] INFN Bologna, I-40126 Bologna, Italy
[7] Johannes Gutenberg Univ Mainz, Inst Phys & Exzellenzcluster PRISMA, D-55099 Mainz, Germany
[8] Westfalische Wilhelms Univ Munster, Inst Kernphys, D-48149 Munster, Germany
[9] Univ Coimbra, Dept Phys, LIBPhys, P-3004516 Coimbra, Portugal
[10] New York Univ Abu Dhabi, Abu Dhabi 129188, U Arab Emirates
[11] Univ Zurich, Phys Inst, CH-8057 Zurich, Switzerland
[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, San Diego, CA 92093 USA
[18] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Gran Sasso, I-67100 Laquila, Italy
[19] Gran Sasso Sci Inst, I-67100 Laquila, Italy
[20] Ist Nazl Fis Nucl, 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] Univ Napoli, Dept Phys Ettore Pancini, I-80126 Naples, Italy
[25] INFN Napoli, I-80126 Naples, Italy
[26] Nagoya Univ, Kobayashi Maskawa Inst Origin Particles & Univers, Chikusa Ku, Furo Cho, Nagoya, Aichi 4648602, Japan
[27] Purdue Univ, Dept Phys & Astron, W Lafayette, IN 47907 USA
[28] Univ Paris Diderot, Univ Pierre & Marie Curie, LPNHE, CNRS IN2P3, F-75252 Paris, France
[29] Univ Paris Saclay, Univ Paris Sud, LAL, CNRS IN2P3, F-91405 Orsay, France
[30] Rice Univ, Dept Phys & Astron, Houston, TX 77005 USA
[31] Univ Calif Los Angeles, Phys & Astron Dept, Los Angeles, CA 90095 USA
[32] Univ Utrecht, Inst Subat Phys, Utrecht, Netherlands
[33] 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/PhysRevD.100.052014
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The XENON1T experiment at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso is the most sensitive direct detection experiment for dark matter in the form of weakly interacting particles (WIMPs) with masses above 6 GeV/c(2) scattering off nuclei. The detector employs a dual-phase time projection chamber with 2.0 metric tons of liquid xenon in the target. A one metric ton x year exposure of science data was collected between October 2016 and February 2018. This article reports on the performance of the detector during this period and describes details of the data analysis that led to the most stringent exclusion limits on various WIMP-nucleon interaction models to date. In particular, signal reconstruction, event selection, and calibration of the detector response to nuclear and electronic recoils in XENON1T are discussed.
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