1. First results from the NEWS-G direct dark matter search experiment at the LSM
- Author
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D. Santos, Eric W. Hoppe, M. Zampaolo, R. D. Martin, A. Kamaha, T. Dandl, Ioannis Giomataris, M. Gros, F. Vazquez de Sola Fernandez, D. M. Asner, A. Ulrich, Jean-François Muraz, J. M. McDonald, Q. Arnaud, J.-P. Bard, Bei Cai, S. Roth, M. Clark, O. Guillaudin, M. Chapellier, A. Brossard, T. Papaevangelou, D. Durnford, A. Dastgheibi-Fard, G. Gerbier, David G. Kelly, P. Di Stefano, J.-P. Mols, E. C. Corcoran, X. F. Navick, K. Dering, F. Piquemal, I. Katsioulas, I. Savvidis, P. Gorel, Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Laboratoire Souterrain de Modane (LSM - UMR 6417), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), NEWS-G, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Laboratoire Souterrain de Modane ( LSM - UMR 6417 ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie ( LPSC ), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology ( Grenoble INP ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), and Université Grenoble Alpes (UGA)
- Subjects
WIMP nucleon: scattering ,Particle physics ,Physics - Instrumentation and Detectors ,Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO) ,WIMP ,[ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,Spherical Proportional Counter ,Dark matter ,FOS: Physical sciences ,S030DI5 ,dark matter: direct detection ,S030DI1 ,spin ,7. Clean energy ,01 natural sciences ,dark matter ,Nuclear physics ,gas ,0103 physical sciences ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,low-mass WIMPs ,010306 general physics ,Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM) ,[ PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET ] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,Light dark matter ,Spin-½ ,Physics ,cross section ,010308 nuclear & particles physics ,Scattering ,Astronomy and Astrophysics ,Instrumentation and Detectors (physics.ins-det) ,Weakly interacting massive particles ,mass ,direct detection ,Cryogenic Dark Matter Search ,Astrophysics - Instrumentation and Methods for Astrophysics ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics - Abstract
New Experiments With Spheres-Gas (NEWS-G) is a direct dark matter detection experiment using Spherical Proportional Counters (SPCs) with light noble gases to search for low-mass Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). We report the results from the first physics run taken at the Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) with SEDINE, a 60 cm diameter prototype SPC operated with a mixture of $\mathrm{Ne}+\mathrm{CH}_{4}$ (0.7 %) at 3.1 bars for a total exposure of $9.7\;\mathrm{kg\cdot days}$. New constraints are set on the spin-independent WIMP-nucleon scattering cross-section in the sub-$\mathrm{GeV/c^2}$ mass region. We exclude cross-sections above $4.4 \times \mathrm{10^{-37}\;cm^2}$ at 90 % confidence level (C.L.) for a 0.5 $\mathrm{GeV/c^2}$ WIMP. The competitive results obtained with SEDINE are promising for the next phase of the NEWS-G experiment: a 140 cm diameter SPC to be installed at SNOLAB by summer 2018., Comment: 18 pages, 10 figures, acknowledgments section updated
- Published
- 2018