First Dark Matter Search with Nuclear Recoils from the XENONnT Experiment

Aprile, E.; Abe, K; Agostini, F.; Ahmed Maouloud, S.; Althueser, L.; Andrieu, B; Angelino, E; Angevaare, J. R.; Antochi, V. C.; Antón Martin, D.; Arneodo, F; Baudis, L.; Baxter, A. L.; Bazyk, M.; Bellagamba, L.; Biondi, R; Bismark, A.; Brookes, E. J.; Brown, A.; Bruenner, S.; Bruno, G.; Budnik, R.; Bui, T K; Cai, C; Cardoso, J. M. R.; Cichon, D.; Cimental Chávez, A. P.; Colijn, A. P.; Conrad, J.; Cuenca-Garcia, J. J.; Cussonneau, J. P.; D’Andrea, V.; Decowski, M P; Di Gangi, P.; Di Pede, S.; Diglio, S.; Eitel, K; Elykov, A.; Farrell, S.; Ferella, A. D.; Ferrari, C.; Fischer, H.; Flierman, M.; Fulgione, W; Fuselli, C.; Gaemers, P.; Gaior, R.; Gallo Rosso, A; Galloway, M.; Gao, F.; Glade-Beucke, R.; Grandi, L; Grigat, J.; Guan, H; Guida, M; Hammann, R; Higuera, A; Hils, C.; Hoetzsch, L.; Hood, N. F.; Howlett, J.; Iacovacci, M.; Itow, Y; Jakob, J.; Joerg, F.; Joy, A.; Kato, N; Kara, M; Kavrigin, P.; Kazama, S.; Kobayashi, M.; Koltman, G.; Kopeć, A.; Kuger, F.; Landsman, H.; Lang, R. F.; Levinson, L.; Li, I.; Li, S.; Liang, S.; Lindemann, S; Lindner, M.; Liu, K.; Loizeau, J.; Lombardi, F.; Long, J.; Lopes, J. A. M.; Ma, Y.; Macolino, C; Mahlstedt, J.; Mancuso, A.; Manenti, L; Marignetti, F.; Marrodán Undagoitia, T.; Martens, K; Masbou, J; Masson, D; MASSON, E.; Mastroianni, S; Messina, M.; Miuchi, K.; Mizukoshi, K; Molinario, A.; Moriyama, S.; Morå, K.; Mosbacher, Y.; Murra, M.; Müller, J.; Ni, K; Oberlack, U.; Paetsch, B.; PALACIO, J; Peres, R.; Peters, C.; Pienaar, J; Pierre, M.; Pizzella, V; Plante, G.; Qi, J.; Qin, J; Ramírez García, D.; Singh, R.; Sánchez, L.; dos Santos, J. M. F.; SARNOFF, I; Sartorelli, G.; Schreiner, J.; Schulte, D.; Schulte, P.; Schulze Eißing, H.; Schumann, M.; Scotto Lavina, L.; Selvi, M.; Semeria, F; Shagin, P.; Shi, S.; Shockley, E.; Silva, M.; Simgen, H; Takeda, A.; Tan, P-L; Terliuk, A.; Thers, D.; Toschi, F; Trinchero, G.; Tunnell, C.; Tonnies, F; Valerius, K.; Volta, G.; Weinheimer, C.; Weiss, M.; Wenz, D.; Wittweg, C.; Wolf, T.; Wu, V. H. -S.; Xing, Y.; Xu, D.; Xu, Z.; Yamashita, M; Yang, L.; Ye, J.; Yuan, L.; Zavattini, G; Zhong, M; Zhu, T.

doi:10.1103/PhysRevLett.131.041003

Record: found
Abstract: found
Article: found

Is Open Access

First Dark Matter Search with Nuclear Recoils from the XENONnT Experiment

Author(s): E. Aprile , K. Abe , F. Agostini , S. Ahmed Maouloud , L. Althueser , B. Andrieu , E. Angelino , J. R. Angevaare , V. C. Antochi , D. Antón Martin , F. Arneodo , L. Baudis , A. L. Baxter , M. Bazyk , L. Bellagamba , R. Biondi , A. Bismark , E. J. Brookes , A. Brown , S. Bruenner , G. Bruno , R. Budnik , T. K. Bui , C. Cai , J. M. R. Cardoso , D. Cichon , A. P. Cimental Chavez , A. P. Colijn , J. Conrad , J. J. Cuenca-García , J. P. Cussonneau , V. D’Andrea , M. P. Decowski , P. Di Gangi , S. Di Pede , S. Diglio , K. Eitel , A. Elykov , S. Farrell , A. D. Ferella , C. Ferrari , H. Fischer , M. Flierman , W. Fulgione , C. Fuselli , P. Gaemers , R. Gaior , A. Gallo Rosso , M. Galloway , F. Gao , R. Glade-Beucke , L. Grandi , J. Grigat , H. Guan , M. Guida , R. Hammann , A. Higuera , C. Hils , L. Hoetzsch , N. F. Hood , J. Howlett , M. Iacovacci , Y. Itow , J. Jakob , F. Joerg , A. Joy , N. Kato , M. Kara , P. Kavrigin , S. Kazama , M. Kobayashi , G. Koltman , A. Kopec , F. Kuger , H. Landsman , R. F. Lang , L. Levinson , I. Li , S. Li , S. Liang , S. Lindemann , M. Lindner , K. Liu , J. Loizeau , F. Lombardi , J. Long , J. A. M. Lopes , Y. Ma , C. Macolino , J. Mahlstedt , A. Mancuso , L. Manenti , F. Marignetti , T. Marrodán Undagoitia , K. Martens , J. Masbou , D. Masson , E. Masson , S. Mastroianni , M. Messina , K. Miuchi , K. Mizukoshi , A. Molinario , S. Moriyama , K. Morå , Y. Mosbacher , M. Murra , J. Müller , K. Ni , U. Oberlack , B. Paetsch , J. Palacio , R. Peres , C. Peters , J. Pienaar , M. Pierre , V. Pizzella , G. Plante , J. Qi , J. Qin , D. Ramírez García , R. Singh , L. Sanchez , J. M. F. dos Santos , I. Sarnoff , G. Sartorelli , J. Schreiner , D. Schulte , P. Schulte , H. Schulze Eißing , M. Schumann , L. Scotto Lavina , M. Selvi , F. Semeria , P. Shagin , S. Shi , E. Shockley , M. Silva , H. Simgen , A. Takeda , P.-L. Tan , A. Terliuk , D. Thers , F. Toschi , G. Trinchero , C. Tunnell , F. Tönnies , K. Valerius , G. Volta , C. Weinheimer , M. Weiss , D. Wenz , C. Wittweg , T. Wolf , V. H. S. Wu , Y. Xing , D. Xu , Z. Xu , M. Yamashita , L. Yang , J. Ye , L. Yuan , G. Zavattini , M. Zhong , T. Zhu , XENON Collaboration

Publication date (Electronic): July 28 2023

Journal: Physical Review Letters

Publisher: American Physical Society (APS)

Read this article at

ScienceOpen Publisher PubMed

Bookmark

There is no author summary for this article yet. Authors can add summaries to their articles on ScienceOpen to make them more accessible to a non-specialist audience.

Abstract

<p xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" class="first" dir="auto" id="d1087392e1611">We report on the first search for nuclear recoils from dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs) with the XENONnT experiment, which is based on a two-phase time projection chamber with a sensitive liquid xenon mass of 5.9 ton. During the (1.09±0.03) ton yr exposure used for this search, the intrinsic ^{85}Kr and ^{222}Rn concentrations in the liquid target are reduced to unprecedentedly low levels, giving an electronic recoil background rate of (15.8±1.3) events/ton yr keV in the region of interest. A blind analysis of nuclear recoil events with energies between 3.3 and 60.5 keV finds no significant excess. This leads to a minimum upper limit on the spin-independent WIMP-nucleon cross section of 2.58×10^{-47} cm^{2} for a WIMP mass of 28 GeV/c^{2} at 90% confidence level. Limits for spin-dependent interactions are also provided. Both the limit and the sensitivity for the full range of WIMP masses analyzed here improve on previous results obtained with the XENON1T experiment for the same exposure. </p>