Low-mass dark matter search with the DarkSide-50 experiment

Agnes, P.; Albuquerque, I.F.M.; Alexander, T.; Alton, A.K.; Araujo, G.R.; Asner, D.M.; Ave, M.; Back, H.O.; Baldin, B.; Batignani, G.; Biery, K.; Bocci, V.; Bonfini, G.; Bonivento, W.; Bottino, B.; Budano, F.; Bussino, S.; Cadeddu, M.; Cadoni, M.; Calaprice, F.; Caminata, A.; Canci, N.; Candela, A.; Caravati, M.; Cariello, M.; Carlini, M.; Carpinelli, M.; Catalanotti, S.; Cataudella, V.; Cavalcante, P.; Cavuoti, S.; Cereseto, R.; Chepurnov, A.; Cicalò, C.; Cifarelli, L.; Cocco, A.G.; Covone, G.; D'Angelo, D.; D'Incecco, M.; D'Urso, D.; Davini, S.; De Candia, A.; De Cecco, S.; De Deo, M.; De Filippis, G.; De Rosa, G.; De Vincenzi, M.; Demontis, P.; Derbin, A.V.; Devoto, A.; Di Eusanio, F.; Di Pietro, G.; Dionisi, C.; Downing, M.; Edkins, E.; Empl, A.; Fan, A.; Fiorillo, G.; Fomenko, K.; Franco, D.; Gabriele, F.; Gabrieli, A.; Galbiati, C.; Garcia Abia, P.; Ghiano, C.; Giagu, S.; Giganti, C.; Giovanetti, G.K.; Gorchakov, O.; Goretti, A.M.; Granato, F.; Gromov, M.; Guan, M.; Guardincerri, Y.; Gulino, M.; Hackett, B.R.; Hassanshahi, M.H.; Herner, K.; Hosseini, B.; Hughes, D.; Humble, P.; Hungerford, E.V.; Ianni, A.; Ianni, A.; Ippolito, V.; James, I.; Johnson, T.N.; Kahn, Y.; Keeter, K.; Kendziora, C.L.; Kochanek, I.; Koh, G.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Kuss, M.; La Commara, M.; Lai, M.; Li, X.; Lisanti, M.; Lissia, M.; Loer, B.; Longo, G.; Ma, Y.; Machado, A.A.; Machulin, I.N.; Mandarano, A.; Mapelli, L.; Mari, S.M.; Maricic, J.; Martoff, C.J.; Messina, A.; Meyers, P.D.; Milincic, R.; Mishra-Sharma, S.; Monte, A.; Morrocchi, M.; Mount, B.J.; Muratova, V.N.; Musico, P.; Nania, R.; Navrer Agasson, A.; Nozdrina, A.O.; Oleinik, A.; Orsini, M.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pandola, L.; Pantic, E.; Paoloni, E.; Pazzona, F.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Pesudo, V.; Pocar, A.; Pordes, S.; Poudel, S.S.; Pugachev, D.A.; Qian, H.; Ragusa, F.; Razeti, M.; Razeto, A.; Reinhold, B.; Renshaw, A.L.; Rescigno, M.; Riffard, Q.; Romani, A.; Rossi, B.; Rossi, N.; Sablone, D.; Samoylov, O.; Sands, W.; Sanfilippo, S.; Sant, M.; Santorelli, R.; Savarese, C.; Scapparone, E.; Schlitzer, B.; Segreto, E.; Semenov, D.A.; Shchagin, A.; Sheshukov, A.; Singh, P.N.; Skorokhvatov, M.D.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Stanford, C.; Stracka, S.; Suffritti, G.B.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Testera, G.; Tonazzo, A.; Trinchese, P.; Unzhakov, E.V.; Verducci, M.; Vishneva, A.; Vogelaar, B.; Wada, M.; Waldrop, T.J.; Wang, H.; Wang, Y.; Watson, A.W.; Westerdale, S.; Wojcik, M.M.; Wojcik, M.; Xiang, X.; Xiao, X.; Yang, C.; Ye, Z.; Zhu, C.; Zichichi, A.; Zuzel, G.

doi:10.1103/PhysRevLett.121.081307

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We present the results of a search for dark matter weakly interacting massive particles (WIMPs) in the mass range below 20 GeV/c(2) using a target of low-radioactivity argon with a 6786.0 kg d exposure. The data were obtained using the DarkSide-50 apparatus at Laboratori Nazionali del Gran Sasso. The analysis is based on the ionization signal, for which the DarkSide-50 time projection chamber is fully efficient at 0.1 keVee. The observed rate in the detector at 0.5 keVee is about 1.5 event/keVee/kg/d and is almost entirely accounted for by known background sources. We obtain a 90% C.L. exclusion limit above 1.8 GeV/c(2) for the spin-independent cross section of dark matter WIMPs on nucleons, extending the exclusion region for dark matter below previous limits in the range 1.8-6 GeV/c(2).

Low-mass dark matter search with the DarkSide-50 experiment / P. Agnes, I.F.M. Albuquerque, T. Alexander, A.K. Alton, G.R. Araujo, D.M. Asner, M. Ave, H.O. Back, B. Baldin, G. Batignani, K. Biery, V. Bocci, G. Bonfini, W. Bonivento, B. Bottino, F. Budano, S. Bussino, M. Cadeddu, M. Cadoni, F. Calaprice, A. Caminata, N. Canci, A. Candela, M. Caravati, M. Cariello, M. Carlini, M. Carpinelli, S. Catalanotti, V. Cataudella, P. Cavalcante, S. Cavuoti, R. Cereseto, A. Chepurnov, C. Cicalò, L. Cifarelli, A.G. Cocco, G. Covone, D. D'Angelo, M. D'Incecco, D. D'Urso, S. Davini, A. De Candia, S. De Cecco, M. De Deo, G. De Filippis, G. De Rosa, M. De Vincenzi, P. Demontis, A.V. Derbin, A. Devoto, F. Di Eusanio, G. Di Pietro, C. Dionisi, M. Downing, E. Edkins, A. Empl, A. Fan, G. Fiorillo, K. Fomenko, D. Franco, F. Gabriele, A. Gabrieli, C. Galbiati, P. Garcia Abia, C. Ghiano, S. Giagu, C. Giganti, G.K. Giovanetti, O. Gorchakov, A.M. Goretti, F. Granato, M. Gromov, M. Guan, Y. Guardincerri, M. Gulino, B.R. Hackett, M.H. Hassanshahi, K. Herner, B. Hosseini, D. Hughes, P. Humble, E.V. Hungerford, A. Ianni, A. Ianni, V. Ippolito, I. James, T.N. Johnson, Y. Kahn, K. Keeter, C.L. Kendziora, I. Kochanek, G. Koh, D. Korablev, G. Korga, A. Kubankin, M. Kuss, M. La Commara, M. Lai, X. Li, M. Lisanti, M. Lissia, B. Loer, G. Longo, Y. Ma, A.A. Machado, I.N. Machulin, A. Mandarano, L. Mapelli, S.M. Mari, J. Maricic, C.J. Martoff, A. Messina, P.D. Meyers, R. Milincic, S. Mishra-Sharma, A. Monte, M. Morrocchi, B.J. Mount, V.N. Muratova, P. Musico, R. Nania, A. Navrer Agasson, A.O. Nozdrina, A. Oleinik, M. Orsini, F. Ortica, L. Pagani, M. Pallavicini, L. Pandola, E. Pantic, E. Paoloni, F. Pazzona, K. Pelczar, N. Pelliccia, V. Pesudo, A. Pocar, S. Pordes, S.S. Poudel, D.A. Pugachev, H. Qian, F. Ragusa, M. Razeti, A. Razeto, B. Reinhold, A.L. Renshaw, M. Rescigno, Q. Riffard, A. Romani, B. Rossi, N. Rossi, D. Sablone, O. Samoylov, W. Sands, S. Sanfilippo, M. Sant, R. Santorelli, C. Savarese, E. Scapparone, B. Schlitzer, E. Segreto, D.A. Semenov, A. Shchagin, A. Sheshukov, P.N. Singh, M.D. Skorokhvatov, O. Smirnov, A. Sotnikov, C. Stanford, S. Stracka, G.B. Suffritti, Y. Suvorov, R. Tartaglia, G. Testera, A. Tonazzo, P. Trinchese, E.V. Unzhakov, M. Verducci, A. Vishneva, B. Vogelaar, M. Wada, T.J. Waldrop, H. Wang, Y. Wang, A.W. Watson, S. Westerdale, M.M. Wojcik, M. Wojcik, X. Xiang, X. Xiao, C. Yang, Z. Ye, C. Zhu, A. Zichichi, G. Zuzel. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 121:8(2018 Aug), pp. 081307.081307-1-081307.081307-8.

Titolo:	Low-mass dark matter search with the DarkSide-50 experiment
Autori:	Agnes, P. Albuquerque, I. F. M. Alexander, T. Alton, A. K. Araujo, G. R. Asner, D. M. Ave, M. Back, H. O. Baldin, B. Batignani, G. Biery, K. Bocci, V. Bonfini, G. Bonivento, W. Bottino, B. Budano, F. Bussino, S. Cadeddu, M. Cadoni, M. Calaprice, F. Caminata, A. Canci, N. Candela, A. Caravati, M. Cariello, M. Carlini, M. Carpinelli, M. Catalanotti, S. Cataudella, V. Cavalcante, P. Cavuoti, S. Cereseto, R. Chepurnov, A. Cicalò, C. Cifarelli, L. Cocco, A. G. Covone, G. D'ANGELO, DAVIDE D'Incecco, M. D'Urso, D. Davini, S. De Candia, A. De Cecco, S. De Deo, M. De Filippis, G. De Rosa, G. De Vincenzi, M. Demontis, P. Derbin, A. V. Devoto, A. Di Eusanio, F. Di Pietro, G. Dionisi, C. Downing, M. Edkins, E. Empl, A. Fan, A. Fiorillo, G. Fomenko, K. Franco, D. Gabriele, F. Gabrieli, A. Galbiati, C. Garcia Abia, P. Ghiano, Chiara Giagu, S. Giganti, C. Giovanetti, G. K. Gorchakov, O. Goretti, A. M. Granato, F. Gromov, M. Guan, M. Guardincerri, Y. Gulino, M. Hackett, B. R. Hassanshahi, M. H. Herner, K. Hosseini, B. Hughes, D. Humble, P. Hungerford, E. V. Ianni, Al. Ianni, An. Ippolito, V. James, I. Johnson, T. N. Kahn, Y. Keeter, K. Kendziora, C. L. Kochanek, I. Koh, G. Korablev, D. Korga, G. Kubankin, A. Kuss, M. La Commara, M. Lai, M. Li, X. Lisanti, M. Lissia, M. Loer, B. Longo, G. Ma, Y. Machado, A. A. Machulin, I. N. Mandarano, A. Mapelli, L. Mari, S. M. Maricic, J. Martoff, C. J. Messina, A. Meyers, P. D. Milincic, R. Mishra-Sharma, S. Monte, A. Morrocchi, M. Mount, B. J. Muratova, V. N. Musico, P. Nania, R. Navrer Agasson, A. Nozdrina, A. O. Oleinik, A. Orsini, M. Ortica, F. Pagani, L. Pallavicini, M. Pandola, L. Pantic, E. Paoloni, E. Pazzona, F. Pelczar, K. Pelliccia, N. Pesudo, V. Pocar, A. Pordes, S. Poudel, S. S. Pugachev, D. A. Qian, H. RAGUSA, FRANCESCO Razeti, M. Razeto, A. Reinhold, B. Renshaw, A. L. Rescigno, M. Riffard, Q. Romani, A. Rossi, B. Rossi, N. Sablone, D. Samoylov, O. Sands, W. Sanfilippo, S. Sant, M. Santorelli, R. Savarese, C. Scapparone, E. Schlitzer, B. Segreto, E. Semenov, D. A. Shchagin, A. Sheshukov, A. Singh, P. N. Skorokhvatov, M. D. Smirnov, O. Sotnikov, A. Stanford, C. Stracka, S. Suffritti, G. B. Suvorov, Y. Tartaglia, R. Testera, G. Tonazzo, A. Trinchese, P. Unzhakov, E. V. Verducci, M. Vishneva, A. Vogelaar, B. Wada, M. Waldrop, T. J. Wang, H. Wang, Y. Watson, A. W. Westerdale, S. Wojcik, M. M. Wojcik, M. Xiang, X. Xiao, X. Yang, C. Ye, Z. Zhu, C. Zichichi, A. Zuzel, G. mostra contributor esterni nascondi contributor esterni
Parole Chiave:	argon; capture; simulations; constraints; ionization; galaxies; AR-39
Settore Scientifico Disciplinare:	Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Data di pubblicazione:	ago-2018
Rivista:	PHYSICAL REVIEW LETTERS
Tipologia:	Article (author)
Digital Object Identifier (DOI):	http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.081307
Appare nelle tipologie:	01 - Articolo su periodico

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http://hdl.handle.net/2434/631601

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