Effective field theory interactions for liquid argon target in DarkSide-50 experiment

Agnes, P.; Albuquerque, I. . .; Alexander, T.; Alton, A. .; Ave, M.; Back, H. .; Batignani, G.; Biery, K.; Bocci, V.; Bonfini, G.; Bonivento, W. .; Bottino, B.; 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.; Chepurnov, A.; Cicalò, C.; Cocco, A. .; Covone, G.; D’Angelo, D.; Davini, S.; De Candia, A.; De Cecco, S.; De Deo, M.; De Filippis, G.; De Rosa, G.; Derbin, A. .; Devoto, A.; Di Eusanio, F.; D’Incecco, M.; Di Pietro, G.; Dionisi, C.; Downing, M.; D’Urso, D.; Edkins, E.; Empl, A.; Fiorillo, G.; Fomenko, K.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Ghiano, C.; Giagu, S.; Giganti, C.; Giovanetti, G. .; Gorchakov, O.; Goretti, A. .; Granato, F.; Grobov, A.; Gromov, M.; Guan, M.; Guardincerri, Y.; Gulino, M.; Hackett, B. .; Herner, K.; Hosseini, B.; Hughes, D.; Humble, P.; Hungerford, E. .; Ianni, A.; Ianni, A.; Ippolito, V.; Johnson, T. .; Keeter, K.; Kendziora, C. .; Kochanek, I.; Koh, G.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Kuss, M.; La Commara, M.; Lai, M.; Li, X.; Lissia, M.; Longo, G.; Machado, A. .; Machulin, I. .; Mandarano, A.; Mapelli, L.; Mari, S. .; Maricic, J.; Martoff, C. .; Messina, A.; Meyers, P. .; Milincic, R.; Monte, A.; Morrocchi, M.; Muratova, V. .; Musico, P.; Navrer Agasson, A.; Nozdrina, A. .; Oleinik, A.; Orsini, M.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pandola, L.; Pantic, E.; Paoloni, E.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Picciau, E.; Pocar, A.; Pordes, S.; Poudel, S. .; Qian, H.; Ragusa, F.; Razeti, M.; Razeto, A.; Renshaw, A. .; Rescigno, M.; Riffard, Q.; Romani, A.; Rossi, B.; Rossi, N.; Sablone, D.; Samoylov, O.; Sands, W.; Sanfilippo, S.; Savarese, C.; Schlitzer, B.; Segreto, E.; Semenov, D. .; Shchagin, A.; Sheshukov, A.; Singh, P. .; Skorokhvatov, M. .; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Stanford, C.; Stracka, S.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Testera, G.; Tonazzo, A.; Trinchese, P.; Unzhakov, E. .; Verducci, M.; Vishneva, A.; Vogelaar, R. .; Wada, M.; Waldrop, T. .; Wang, H.; Wang, Y.; Watson, A. .; Westerdale, S.; Wojcik, M. .; Xiang, X.; Xiao, X.; Yang, C.; Ye, Z.; Zhu, C.; Zuzel, G.

doi:10.1103/PhysRevD.101.062002

We reanalyze data collected with the DarkSide-50 experiment and recently used to set limits on the spin-independent interaction rate of weakly interacting massive particles (WIMPs) on argon nuclei with an effective field theory framework. The dataset corresponds to a total (16660 +/- 270) kg d exposure using a target of low-radioactivity argon extracted from underground sources. We obtain upper limits on the effective couplings of the 12 leading operators in the nonrelativistic systematic expansion. For each effective coupling we set constraints on WIMP-nucleon cross sections, setting upper limits between 2.4 x 10(-45) cm(2) and 2.3 x 10(-42) cm(2) (8.9 x 10(-45) cm(2) and 6.0 x 10(-42) cm(2)) for WIMPs of mass of 100 GeV/c(2) (1000 GeV/c(2)) at 90% confidence level.

Effective field theory interactions for liquid argon target in DarkSide-50 experiment / P. Agnes, I. . . Albuquerque, T. Alexander, A. . Alton, M. Ave, H. . Back, G. Batignani, K. Biery, V. Bocci, G. Bonfini, W. . Bonivento, B. Bottino, 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, A. Chepurnov, C. Cicalò, A. . Cocco, G. Covone, D. D’Angelo, S. Davini, A. De Candia, S. De Cecco, M. De Deo, G. De Filippis, G. De Rosa, A. . Derbin, A. Devoto, F. Di Eusanio, M. D’Incecco, G. Di Pietro, C. Dionisi, M. Downing, D. D’Urso, E. Edkins, A. Empl, G. Fiorillo, K. Fomenko, D. Franco, F. Gabriele, C. Galbiati, C. Ghiano, S. Giagu, C. Giganti, G. . Giovanetti, O. Gorchakov, A. . Goretti, F. Granato, A. Grobov, M. Gromov, M. Guan, Y. Guardincerri, M. Gulino, B. . Hackett, K. Herner, B. Hosseini, D. Hughes, P. Humble, E. . Hungerford, A. Ianni, A. Ianni, V. Ippolito, T. . Johnson, K. Keeter, C. . Kendziora, I. Kochanek, G. Koh, D. Korablev, G. Korga, A. Kubankin, M. Kuss, M. La Commara, M. Lai, X. Li, M. Lissia, G. Longo, A. . Machado, I. . Machulin, A. Mandarano, L. Mapelli, S. . Mari, J. Maricic, C. . Martoff, A. Messina, P. . Meyers, R. Milincic, A. Monte, M. Morrocchi, V. . Muratova, P. Musico, A. Navrer Agasson, A. . Nozdrina, A. Oleinik, M. Orsini, F. Ortica, L. Pagani, M. Pallavicini, L. Pandola, E. Pantic, E. Paoloni, K. Pelczar, N. Pelliccia, E. Picciau, A. Pocar, S. Pordes, S. . Poudel, H. Qian, F. Ragusa, M. Razeti, A. Razeto, A. . Renshaw, M. Rescigno, Q. Riffard, A. Romani, B. Rossi, N. Rossi, D. Sablone, O. Samoylov, W. Sands, S. Sanfilippo, C. Savarese, B. Schlitzer, E. Segreto, D. . Semenov, A. Shchagin, A. Sheshukov, P. . Singh, M. . Skorokhvatov, O. Smirnov, A. Sotnikov, C. Stanford, S. Stracka, Y. Suvorov, R. Tartaglia, G. Testera, A. Tonazzo, P. Trinchese, E. . Unzhakov, M. Verducci, A. Vishneva, R. . Vogelaar, M. Wada, T. . Waldrop, H. Wang, Y. Wang, A. . Watson, S. Westerdale, M. . Wojcik, X. Xiang, X. Xiao, C. Yang, Z. Ye, C. Zhu, G. Zuzel. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - 101:6(2020 Mar), pp. 062002.1-062002.8. [10.1103/PhysRevD.101.062002]

Effective field theory interactions for liquid argon target in DarkSide-50 experiment

Agnes, P.;Albuquerque, I. F. M.;Alexander, T.;Alton, A. K.;Ave, M.;Back, H. O.;Batignani, G.;Biery, K.;Bocci, V.;Bonfini, G.;Bonivento, W. M.;Bottino, B.;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.;Chepurnov, A.;Cicalò, C.;Cocco, A. G.;Covone, G.;D. D’Angelo;Davini, S.;De Candia, A.;De Cecco, S.;De Deo, M.;De Filippis, G.;De Rosa, G.;Derbin, A. V.;Devoto, A.;Di Eusanio, F.;D’Incecco, M.;Di Pietro, G.;Dionisi, C.;Downing, M.;D’Urso, D.;Edkins, E.;Empl, A.;Fiorillo, G.;Fomenko, K.;Franco, D.;Gabriele, F.;Galbiati, C.;Ghiano, C.;Giagu, S.;Giganti, C.;Giovanetti, G. K.;Gorchakov, O.;Goretti, A. M.;Granato, F.;Grobov, A.;Gromov, M.;Guan, M.;Guardincerri, Y.;Gulino, M.;Hackett, B. R.;Herner, K.;Hosseini, B.;Hughes, D.;Humble, P.;Hungerford, E. V.;Ianni, Al.;Ianni, An.;Ippolito, V.;Johnson, T. N.;Keeter, K.;Kendziora, C. L.;Kochanek, I.;Koh, G.;Korablev, D.;Korga, G.;Kubankin, A.;Kuss, M.;La Commara, M.;Lai, M.;Li, X.;Lissia, M.;Longo, G.;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.;Monte, A.;Morrocchi, M.;Muratova, V. N.;Musico, P.;Navrer Agasson, A.;Nozdrina, A. O.;Oleinik, A.;Orsini, M.;Ortica, F.;Pagani, L.;Pallavicini, M.;Pandola, L.;Pantic, E.;Paoloni, E.;Pelczar, K.;Pelliccia, N.;Picciau, E.;Pocar, A.;Pordes, S.;Poudel, S. S.;Qian, H.;F. Ragusa;Razeti, M.;Razeto, A.;Renshaw, A. L.;Rescigno, M.;Riffard, Q.;Romani, A.;Rossi, B.;Rossi, N.;Sablone, D.;Samoylov, O.;Sands, W.;Sanfilippo, S.;Savarese, C.;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.;Suvorov, Y.;Tartaglia, R.;Testera, G.;Tonazzo, A.;Trinchese, P.;Unzhakov, E. V.;Verducci, M.;Vishneva, A.;Vogelaar, R. B.;Wada, M.;Waldrop, T. J.;Wang, H.;Wang, Y.;Watson, A. W.;Westerdale, S.;Wojcik, M. M.;Xiang, X.;Xiao, X.;Yang, C.;Ye, Z.;Zhu, C.;Zuzel, G.

2020

Abstract

We reanalyze data collected with the DarkSide-50 experiment and recently used to set limits on the spin-independent interaction rate of weakly interacting massive particles (WIMPs) on argon nuclei with an effective field theory framework. The dataset corresponds to a total (16660 +/- 270) kg d exposure using a target of low-radioactivity argon extracted from underground sources. We obtain upper limits on the effective couplings of the 12 leading operators in the nonrelativistic systematic expansion. For each effective coupling we set constraints on WIMP-nucleon cross sections, setting upper limits between 2.4 x 10(-45) cm(2) and 2.3 x 10(-42) cm(2) (8.9 x 10(-45) cm(2) and 6.0 x 10(-42) cm(2)) for WIMPs of mass of 100 GeV/c(2) (1000 GeV/c(2)) at 90% confidence level.

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	Settori scientifico-disciplinari dell'articolo
	
			Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
		
	Data di pubblicazione
	
			mar-2020
		
	Rivista in ANCE
	
			PHYSICAL REVIEW D
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.101.062002
		
	Tipologia
	
			Article (author)
		
	Appare nelle tipologie:
	
			01 - Articolo su periodico

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