Excess electronic recoil events in XENON1T
| Autor: | A. Manfredini, L. Scotto Lavina, A. D. Ferella, Hongwei Wang, L. Levinson, Ch. Weinheimer, D. Masson, J. Pienaar, Qing Lin, Auke-Pieter Colijn, Laura Baudis, E. Angelino, João Cardoso, T. Zhu, J. R. Angevaare, F. Gao, Jelle Aalbers, P. Gaemers, F. Toschi, A. Di Giovanni, R. Di Stefano, W. Fulgione, Gabriella Sartorelli, M. Clark, Kentaro Miuchi, C. Therreau, Yuehuan Wei, F. D. Amaro, H. Landsman, A. Depoian, Guillaume Plante, J. Ye, M. Selvi, Joern Mahlstedt, M. L. Benabderrahmane, Ethan Brown, D. Wenz, J. Qin, M. Alfonsi, R. Peres, D. Schulte, J. Long, J. P. Zopounidis, S. Moriyama, Boris Bauermeister, G. Eurin, R. Gaior, C. Hasterok, Ran Budnik, J.M.F. dos Santos, A. Kopec, Xavier Mougeot, Yoshitaka Itow, Michelle Galloway, C. Macolino, F. Agostini, N. Kato, J. Palacio, E. Shockley, A. Mancuso, M. Weiss, S. Reichard, Yanxi Zhang, L. Grandi, J. Schreiner, Sebastian Lindemann, M. P. Decowski, Shingo Kazama, Laura Manenti, G. Koltman, Marc Schumann, Manfred Lindner, R. F. Lang, E. López Fune, N. Rupp, P. Di Gangi, Guido Zavattini, F. Lombardi, Jan Conrad, S. Mastroianni, Uwe Oberlack, C. Hils, Masanori Kobayashi, F. Marignetti, S. Bruenner, Kaixuan Ni, K. Mizukoshi, F. Semeria, D. Ramírez García, V. Pizzella, N. Šarčević, Giacomo Bruno, T. Berger, Sara Diglio, A. Takeda, Masaki Yamashita, Y. Mosbacher, J. Howlett, Gian Carlo Trinchero, H. Qiu, A. Elykov, Lorenzo Bellagamba, F. Arneodo, Katsuki Hiraide, J. Naganoma, A. Rocchetti, D. Barge, B. Cimmino, G. Volta, M. Murra, V. C. Antochi, C. Capelli, P. Shagin, L. Hoetzsch, K. Morå, Julien Masbou, H. Simgen, Dominique Thers, C. Wittweg, K. Odgers, D. Coderre, Manuel Gameiro da Silva, A. Molinario, M. Scheibelhut, April S. Brown, Jean-Pierre Cussonneau, Z. Xu, D. Cichon, Bart Pelssers, K. Martens, M. Messina, Elena Aprile, F. Joerg, C. Tunnell, M. Vargas, T. Marrodán Undagoitia, J. A. M. Lopes, M. Iacovacci, L. Althueser |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Columbia University [New York], Oskar Klein Centre [Stockholm], Stockholm University, University of Bologna, Johannes Gutenberg - Universität Mainz (JGU), Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU), University of Coimbra [Portugal] (UC), Università degli studi di Torino (UNITO), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), New York University [Abu Dhabi], NYU System (NYU), Aprile, E., Aalbers, J., Agostini, F., Alfonsi, M., Althueser, L., Amaro, F. D., Antochi, V. C., Angelino, E., Angevaare, J. R., Arneodo, F., Barge, D., Baudis, L., Bauermeister, B., Bellagamba, L., Benabderrahmane, M. L., Berger, T., Brown, A., Brown, E., Bruenner, S., Bruno, G., Budnik, R., Capelli, C., Cardoso, J. M. R., Cichon, D., Cimmino, B., Clark, M., Coderre, D., Colijn, A. P., Conrad, J., Cussonneau, J. P., Decowski, M. P., Depoian, A., Di Gangi, P., Di Giovanni, A., Di Stefano, R., Diglio, S., Elykov, A., Eurin, G., Ferella, A. D., Fulgione, W., Gaemers, P., Gaior, R., Galloway, M., Gao, F., Grandi, L., Hasterok, C., Hils, C., Hiraide, K., Hoetzsch, L., Howlett, J., Iacovacci, M., Itow, Y., Joerg, F., Kato, N., Kazama, S., Kobayashi, M., Koltman, G., Kopec, A., Landsman, H., Lang, R. F., Levinson, L., Lin, Q., Lindemann, S., Lindner, M., Lombardi, F., Long, J., Lopes, J. A. M., López Fune, E., Macolino, C., Mahlstedt, J., Mancuso, A., Manenti, L., Manfredini, A., Marignetti, F., Marrodán Undagoitia, T., Martens, K., Masbou, J., Masson, D., Mastroianni, S., Messina, M., Miuchi, K., Mizukoshi, K., Molinario, A., Morå, K., Moriyama, S., Mosbacher, Y., Murra, M., Naganoma, J., Ni, K., Oberlack, U., Odgers, K., Palacio, J., Pelssers, B., Peres, R., Pienaar, J., Pizzella, V., Plante, G., Qin, J., Qiu, H., Ramírez García, D., Reichard, S., Rocchetti, A., Rupp, N., dos Santos, J. M. F., Sartorelli, G., Šarčević, N., Scheibelhut, M., Schreiner, J., Schulte, D., Schumann, M., Scotto Lavina, L., Selvi, M., Semeria, F., Shagin, P., Shockley, E., Silva, M., Simgen, H., Takeda, A., Therreau, C., Thers, D., Toschi, F., Trinchero, G., Tunnell, C., Vargas, M., Volta, G., Wang, H., Wei, Y., Weinheimer, C., Weiss, M., Wenz, D., Wittweg, C., Xu, Z., Yamashita, M., Ye, J., Zavattini, G., Zhang, Y., Zhu, T., Zopounidis, J. P., Mougeot, X., Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, XENON, University of Bologna/Università di Bologna, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bologna (INFN, Sezione di Bologna), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Johannes Gutenberg - Universität Mainz = Johannes Gutenberg University (JGU), Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU), Università degli studi di Torino = University of Turin (UNITO), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino (INFN, Sezione di Torino), National Institute for Subatomic Physics [Amsterdam] (NIKHEF), Universität Zürich [Zürich] = University of Zurich (UZH), Rensselaer Polytechnic Institute (RPI), Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël], Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK), Max-Planck-Gesellschaft, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli (INFN, Sezione di Napoli), Purdue University [West Lafayette], Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), University of L'Aquila [Italy] (UNIVAQ), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Kavli Institute for Cosmological Physics [Chicago] (KICP), University of Chicago, The University of Tokyo (UTokyo), Nagoya University, Konan University [Kobe, Japan], University of California [San Diego] (UC San Diego), University of California (UC), Rice University [Houston], University of California [Los Angeles] (UCLA), Laboratoire National Henri Becquerel (LNHB), Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département d'instrumentation Numérique (DIN (CEA-LIST)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), XENON collaboration, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), University of California, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), IoP (FNWI), XENON (IHEF, IoP, FNWI) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
xenon: target
axions solar axion magnetic moment dimension: 3 neutrino: solar Physics beyond the Standard Model Solar neutrino dark matter: direct detection 01 natural sciences 7. Clean energy High Energy Physics - Experiment Dark matter direct detection axion High Energy Physics - Experiment (hep-ex) neutrino XENON High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph) background: low Recoil electron: recoil [PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex] beta-rays Particle Physics Experiments coupling: (axion 2electron) multi-purpose particle detector nuclear instrumentation ComputingMilieux_MISCELLANEOUS instrumentation Physics xenon: liquid boson: dark matter axion 2nucleon tritium new physics: search for semileptonic decay boson: vector tension neutrino: magnetic moment High Energy Physics - Phenomenology axion 2photon low background boson Neutrino ionizing radiation Nucleon Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO) dark matter detector electronic recoil Electron capture XENON1T detector Dark matter low-energy electronic recoil data FOS: Physical sciences [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex] dark matter NO Nuclear physics PE2_2 PE2_1 tritium: semileptonic decay 0103 physical sciences solar axion model surface [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] axion: coupling PE2_4 010306 general physics pseudoscalar Axion dark matter: vector dark matter XENON1T detector electronic recoil solar neutrino detector Dark Matter Axions Beta Decay Liquid Xenon TPC 010308 nuclear & particles physics axion 2electron coupling: (axion 2nucleon) dark matter: detector model: axion Gran Sasso metrology [PHYS.HPHE]Physics [physics]/High Energy Physics - Phenomenology [hep-ph] axion stellar constraints coupling: (axion 2photon) High Energy Physics::Experiment particle dark matter direct detection beta decay axion: solar [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] experimental results |
| Zdroj: | Physical Review D Physical Review D, American Physical Society, 2020, 102 (7), ⟨10.1103/PhysRevD.102.072004⟩ Phys.Rev.D Phys.Rev.D, 2020, 102 (7), pp.072004. ⟨10.1103/PhysRevD.102.072004⟩ Physical Review D, 2020, 102 (7), pp.072004. ⟨10.1103/PhysRevD.102.072004⟩ Physical Review D-Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 102(7). American Physical Society Physical Review D, American Physical Society, 2020, 102 (7), pp.072004. ⟨10.1103/PhysRevD.102.072004⟩ Physical Review Physical Review D. Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology, 102(7):072004. American Institute of Physics |
| ISSN: | 1550-7998 1550-2368 2470-0010 |
| DOI: | 10.1103/PhysRevD.102.072004⟩ |
| Popis: | We report results from searches for new physics with low-energy electronic recoil data recorded with the XENON1T detector. With an exposure of 0.65 t-y and an unprecedentedly low background rate of $76\pm2$ events/(t y keV) between 1 and 30 keV, the data enables sensitive searches for solar axions, an enhanced neutrino magnetic moment, and bosonic dark matter. An excess over known backgrounds is observed at low energies and most prominent between 2 and 3 keV. The solar axion model has a 3.4$\sigma$ significance, and a 3D 90% confidence surface is reported for axion couplings to electrons, photons, and nucleons. This surface is inscribed in the cuboid defined by $g_{ae} Comment: 26 pages, 15 figures. v2 added Ar37 background discussion and best-fit mass of bosonic dark matter, v3 updated Ar37 discussion, tritium estimation, and solar axion energy spectrum. Data in Fig. 2, 4, and 15, including unbinned energy points in Fig. 4, are available in 10.5281/zenodo.4088778 |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|