First results from the DarkSide-50 dark matter experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso

P. Agnes; T. Alexander; A. Alton; K. Arisaka; H.O. Back; B. Baldin; K. Biery; G. Bonfini; M. Bossa; A. Brigatti; J. Brodsky; F. Budano; L. Cadonati; F. Calaprice; N. Canci; A. Candela; H. Cao; M. Cariello; P. Cavalcante; A. Chavarria; A. Chepurnov; A.G. Cocco; L. Crippa; D. D'Angelo; M. D'Incecco; S. Davini; M. De Deo; A. Derbin; A. Devoto; F. Di Eusanio; G. Di Pietro; E. Edkins; A. Empl; A. Fan; G. Fiorillo; K. Fomenko; G. Forster; D. Franco; F. Gabriele; C. Galbiati; A. Goretti; L. Grandi; M. Gromov; M.Y. Guan; Y. Guardincerri; B. Hackett; K. Herner; E.V. Hungerford; Al Ianni; An Ianni; C. Jollet; K. Keeter; C. Kendziora; S. Kidner; V. Kobychev; G. Koh; D. Korablev; G. Korga; A. Kurlej; P.X. Li; B. Loer; P. Lombardi; C. Love; L. Ludhova; S. Luitz; Y.Q. Ma; I. Machulin; A. Mandarano; S. Mari; J. Maricic; L. Marini; C.J. Martoff; A. Meregaglia; E. Meroni; P.D. Meyers; R. Milincic; D. Montanari; A. Monte; M. Montuschi; M.E. Monzani; P. Mosteiro; B. Mount; V. Muratova; P. Musico; A. Nelson; S. Odrowski; M. Okounkova; M. Orsini; F. Ortica; L. Pagani; M. Pallavicini; E. Pantic; L. Papp; S. Parmeggiano; R. Parsells; K. Pelczar; N. Pelliccia; S. Perasso; A. Pocar; S. Pordes; D. Pugachev; H. Qian; K. Randle; G. Ranucci; A. Razeto; B. Reinhold; A. Renshaw; A. Romani; B. Rossi; N. Rossi; S.D. Rountree; D. Sablone; P. Saggese; R. Saldanha; W. Sands; S. Sangiorgio; E. Segreto; D. Semenov; E. Shields; M. Skorokhvatov; O. Smirnov; A. Sotnikov; C. Stanford; Y. Suvorov; R. Tartaglia; J. Tatarowicz; G. Testera; A. Tonazzo; E. Unzhakov; R.B. Vogelaar; M. Wada; S. Walker; H. Wang; Y. Wang; A. Watson; S. Westerdale; M. Wojcik; A. Wright; X. Xiang; J. Xu; C.G. Yang; J. Yoo; S. Zavatarelli; A. Zec; C. Zhu; G. Zuzel; SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States)

doi:10.1016/j.physletb.2015.03.012

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First results from the DarkSide-50 dark matter experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso

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First results from the DarkSide-50 dark matter experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso

P. Agnes, T. Alexander, A. Alton, K. Arisaka, H.O. Back, B. Baldin, K. Biery, G. Bonfini, M. Bossa, A. Brigatti, …

Physics letters. B, v 743(C), pp 456-466

01 Apr 2015

DOI: https://doi.org/10.1016/j.physletb.2015.03.012

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Abstract

Dark matter

Liquid scintillators

Low-background detectors

Noble liquid detectors

WIMP

We report the first results of DarkSide-50, a direct search for dark matter operating in the underground Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) and searching for the rare nuclear recoils possibly induced by weakly interacting massive particles (WIMPs). The dark matter detector is a Liquid Argon Time Projection Chamber with a (46.4±0.7) kg active mass, operated inside a 30 t organic liquid scintillator neutron veto, which is in turn installed at the center of a 1 kt water Cherenkov veto for the residual flux of cosmic rays. We report here the null results of a dark matter search for a (1422±67) kgd exposure with an atmospheric argon fill. This is the most sensitive dark matter search performed with an argon target, corresponding to a 90% CL upper limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross section of 6.1×10−44 cm2 for a WIMP mass of 100 Gev/c2.

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Details

Title: First results from the DarkSide-50 dark matter experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso
Creators: P. Agnes - Délégation Paris 7
T. Alexander - University of Massachusetts Amherst
A. Alton - Augustana University
K. Arisaka - University of California, Los Angeles
H.O. Back - Princeton University
B. Baldin - Fermi National Accelerator Laboratory
K. Biery - Fermi National Accelerator Laboratory
G. Bonfini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
M. Bossa - Gran Sasso Science Institute
A. Brigatti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
J. Brodsky - Princeton University
F. Budano - Roma Tre University
L. Cadonati - University of Massachusetts Amherst
F. Calaprice - Princeton University
N. Canci - University of California, Los Angeles
A. Candela - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
H. Cao - Princeton University
M. Cariello - Physics Department, Università degli Studi and INFN, Genova 16146, Italy
P. Cavalcante - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
A. Chavarria - University of Chicago
A. Chepurnov - Lomonosov Moscow State University
A.G. Cocco - Délégation Paris 7
L. Crippa - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
D. D'Angelo - Physics Department, Università degli Studi and INFN, Milano 20133, Italy
M. D'Incecco - Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (AQ) 67010, Italy
S. Davini - Princeton University
M. De Deo - Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (AQ) 67010, Italy
A. Derbin - Petersburg Nuclear Physics Institute
A. Devoto - Physics Department, Università degli Studi and INFN, Cagliari 09042, Italy
F. Di Eusanio - Princeton University
G. Di Pietro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
E. Edkins - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
A. Empl - University of Houston
A. Fan - University of California, Los Angeles
G. Fiorillo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
K. Fomenko - Princeton University
G. Forster - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
D. Franco - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
F. Gabriele - Princeton University
C. Galbiati - Fermi National Accelerator Laboratory
A. Goretti - Princeton University
L. Grandi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
M. Gromov - Lomonosov Moscow State University
M.Y. Guan - Institute of High Energy Physics, Beijing 100049, China
Y. Guardincerri - Princeton University
B. Hackett - Roma Tre University
K. Herner - Princeton University
E.V. Hungerford - University of Houston
Al Ianni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
An Ianni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
C. Jollet - Fermi National Accelerator Laboratory
K. Keeter - Princeton University
C. Kendziora - Fermi National Accelerator Laboratory
S. Kidner - Princeton University
V. Kobychev - Fermi National Accelerator Laboratory
G. Koh - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
D. Korablev - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
G. Korga - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
A. Kurlej - University of Massachusetts Amherst
P.X. Li - Institute of High Energy Physics, Beijing 100049, China
B. Loer - Roma Tre University
P. Lombardi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
C. Love - Fermi National Accelerator Laboratory
L. Ludhova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
S. Luitz - Princeton University
Y.Q. Ma - Institute of High Energy Physics, Beijing 100049, China
I. Machulin - Fermi National Accelerator Laboratory
A. Mandarano - Gran Sasso Science Institute
S. Mari - Princeton University
J. Maricic - Princeton University
L. Marini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
C.J. Martoff - Temple University
A. Meregaglia - IPHC, Université de Strasbourg, CNRS/IN2P3, Strasbourg 67037, France
E. Meroni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
P.D. Meyers - Princeton University
R. Milincic - Fermi National Accelerator Laboratory
D. Montanari - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
A. Monte - University of Massachusetts Amherst
M. Montuschi - Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (AQ) 67010, Italy
M.E. Monzani - SLAC National Accelerator Laboratory
P. Mosteiro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
B. Mount - Roma Tre University
V. Muratova - Fermi National Accelerator Laboratory
P. Musico - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
A. Nelson - Princeton University
S. Odrowski - Princeton University
M. Okounkova - Princeton University
M. Orsini - Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (AQ) 67010, Italy
F. Ortica - Princeton University
L. Pagani - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
M. Pallavicini - Physics Department, Università degli Studi and INFN, Genova 16146, Italy
E. Pantic - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
L. Papp - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
S. Parmeggiano - Princeton University
R. Parsells - Fermi National Accelerator Laboratory
K. Pelczar - Princeton University
N. Pelliccia - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
S. Perasso - Princeton University
A. Pocar - University of Massachusetts Amherst
S. Pordes - Princeton University
D. Pugachev - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
H. Qian - Fermi National Accelerator Laboratory
K. Randle - Princeton University
G. Ranucci - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
A. Razeto - Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi (AQ) 67010, Italy
B. Reinhold - Roma Tre University
A. Renshaw - University of California, Los Angeles
A. Romani - Chemistry, Biology and Biotechnology Department, Università degli Studi and INFN, Perugia 06123, Italy
B. Rossi - Roma Tre University
N. Rossi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
S.D. Rountree - Virginia Tech
D. Sablone - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
P. Saggese - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
R. Saldanha - Fermi National Accelerator Laboratory
W. Sands - Princeton University
S. Sangiorgio - Princeton University
E. Segreto - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
D. Semenov - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
E. Shields - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
M. Skorokhvatov - Kurchatov Institute
O. Smirnov - Joint Institute for Nuclear Research
A. Sotnikov - Joint Institute for Nuclear Research
C. Stanford - Fermi National Accelerator Laboratory
Y. Suvorov - Princeton University
R. Tartaglia - Fermi National Accelerator Laboratory
J. Tatarowicz - Princeton University
G. Testera - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
A. Tonazzo - Sorbonne Paris Cité
E. Unzhakov - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso
R.B. Vogelaar - Virginia Tech
M. Wada - Princeton University
S. Walker - Princeton University
H. Wang - Fermi National Accelerator Laboratory
Y. Wang - Princeton University
A. Watson - Temple University
S. Westerdale - Princeton University
M. Wojcik - Jagiellonian University
A. Wright - Princeton University
X. Xiang - University of Massachusetts Amherst
J. Xu - Princeton University
C.G. Yang - Institute of High Energy Physics, Beijing 100049, China
J. Yoo - Princeton University
S. Zavatarelli - Princeton University
A. Zec - University of Massachusetts Amherst
C. Zhu - Fermi National Accelerator Laboratory
G. Zuzel - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano
SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States)
Publication Details: Physics letters. B, v 743(C), pp 456-466
Publisher: Elsevier
Resource Type: Journal article
Language: English
Academic Unit: Physics
Web of Science ID: WOS:000352147500068
Scopus ID: 2-s2.0-84924943998
Other Identifier: 991021862771604721

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