1. The DarkSide experiment
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Bottino, B., E. Aalseth, C., Acconcia, G., Acerbi, F., Agnes, P., Agostino, L., Albuquerque, I.F.M., Alexander, T., Alton, A., Ampudia, P., Ardito, R., Arisaka, K., J. Arnquist, I., M. Asner, D., O. Back, H., Baldin, B., Batignani, G., Biery, K., G. Bisogni, M., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Brigatti, A., Brodsky, J., Budano, F., Bunker, R., Bussino, S., Buttafava, M., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calandri, N., Calaprice, F., Calvo, J., Campajola, L., Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Cao, H., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, S., Cavalcante, P., Chepurnov, A., Cicalò, C., Citterio, M., G. Cocco, A., Corgiolu, S., Covone, G., Crivelli, P., D'Angelo, D., D'Incecco, M., Daniel, M., Davini, S., De Cecco, S., De Deo, M., De Guido, G., De Vincenzi, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dromia, I., Dussoni, S., Edkins, E., Empl, A., Fan, A., Ferri, A., O. Filip, C., Fiorillo, G., Fomenko, K., Forster, G., Franco, D., E. Froudakis, G., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Gendotti, A., Ghioni, M., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., K. Giovannetti, G., L. Gligan, M., Gola, A., Goretti, A., Granato, F., Grassi, M., W. Grate, J., Gromov, M., Guan, M., Guardincerri, Y., Gulinatti, A., K. Haaland, R., Hackett, B., Harrop, B., Herner, K., W. Hoppe, E., Horikawa, S., Hungerford, E., Ianni, Al., Ianni, An., Ivashchuk, O., James, I., N. Johnson, T., Jollet, C., Keeter, K., Kendziora, C., Kobychev, V., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., W. Kuss, M., Lissia, M., Li, X., U. Lodi, G., Lombardi, P., Longo, G., Loverre, P., Luitz, S., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., A. Machado, A., Machulin, I., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Mari, S., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marini, L., J. Martoff, C., Mascia, M., Meregaglia, A., D. Meyers, P., Miletic, T., Milincic, R., Miller, J.D., Moioli, S., Monasterio, S., Montanari, D., Monte, A., Montuschi, M., E. Monzani, M., Morrocchi, M., Mosteiro, P., Mount, B., Mu, W., N. Muratova, V., Murphy, S., Musico, P., Napolitano, J., Nelson, A., Nosov, V., N. Nurakhov, N., Odrowski, S., Oleinik, A., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pantic, E., Paoloni, E., Parmeggiano, S., Paternoster, G., Pazzona, F., Pelczar, K., A. Pellegrini, L., Pelliccia, N., Perasso, S., Peronio, P., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pordes, S., Pugachev, D., Qian, H., Radics, B., Randle, K., Ranucci, G., Razeti, M., Razeto, A., Rech, I., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A., Rescigno, M., Ricotti, M., Riffard, Q., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rountree, D., Rubbia, A., Ruggeri, A., Sablone, D., Saggese, P., Salatino, P., Salemme, L., Sands, W., Sangiorgio, S., Sant, M., Santorelli, R., Sanzaro, M., Savarese, C., Sechi, E., Segreto, E., Semenov, D., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Shields, E., Simeone, M., N. Singh, P., Skorokhvatov, M., Smallcomb, M., Smirnov, O., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., B. Suffritti, G., Suvorov, Y., Tamborini, D., Tartaglia, R., Tatarowicz, J., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Walker, S., Wang, H., Wang, Y., Watson, A., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiang, X., Xu, J., Yang, C., Yoo, J., Zappa, F., Zappalà, G., Zavatarelli, S., Zec, A., Zhong, W., Zhu, C., Zullo, A., Zullo, M., Zuzel, G., Bottino, B, Aalseth, C, Acconcia, G, Acerbi, F, Agnes, P, Agostino, L, Albuquerque, I, Alexander, T, Alton, A, Ampudia, P, Ardito, R, Arisaka, K, Arnquist, I, Asner, D, Back, H, Baldin, B, Batignani, G, Biery, K, Bisogni, M, Bocci, V, Bondar, A, Bonfini, G, Bonivento, W, Bossa, M, Brigatti, A, Brodsky, J, Budano, F, Bunker, R, Bussino, S, Buttafava, M, Buzulutskov, A, Cadeddu, M, Cadoni, M, Calandri, N, Calaprice, F, Calvo, J, Campajola, L, Canci, N, Candela, A, Cantini, C, Cao, H, Caravati, M, Cariello, M, Carlini, M, Carpinelli, M, Castellani, A, Catalanotti, S, Cavalcante, P, Chepurnov, A, Cicalò, C, Citterio, M, Cocco, A, Corgiolu, S, Covone, G, Crivelli, P, D'Angelo, D, D'Incecco, M, Daniel, M, Davini, S, De Cecco, S, De Deo, M, De Guido, G, De Vincenzi, M, Demontis, P, Derbin, A, Devoto, A, Di Eusanio, F, Di Pietro, G, Dionisi, C, Dolgov, A, Dromia, I, Dussoni, S, Edkins, E, Empl, A, Fan, A, Ferri, A, Filip, C, Fiorillo, G, Fomenko, K, Forster, G, Franco, D, Froudakis, G, Gabriele, F, Gabrieli, A, Galbiati, C, Gendotti, A, Ghioni, M, Ghisi, A, Giagu, S, Gibertoni, G, Giganti, C, Giorgi, M, Giovannetti, G, Gligan, M, Gola, A, Goretti, A, Granato, F, Grassi, M, Grate, J, Gromov, M, Guan, M, Guardincerri, Y, Gulinatti, A, Haaland, R, Hackett, B, Harrop, B, Herner, K, Hoppe, E, Horikawa, S, Hungerford, E, Ianni, A, Ivashchuk, O, James, I, Johnson, T, Jollet, C, Keeter, K, Kendziora, C, Kobychev, V, Koh, G, Korablev, D, Korga, G, Kubankin, A, Kuss, M, Lissia, M, Li, X, Lodi, G, Lombardi, P, Longo, G, Loverre, P, Luitz, S, Lussana, R, Luzzi, L, Ma, Y, Machado, A, Machulin, I, Mais, L, Mandarano, A, Mapelli, L, Marcante, M, Mari, S, Mariani, M, Maricic, J, Marinelli, M, Marini, L, Martoff, C, Mascia, M, Meregaglia, A, Meyers, P, Miletic, T, Milincic, R, Miller, J, Moioli, S, Monasterio, S, Montanari, D, Monte, A, Montuschi, M, Monzani, M, Morrocchi, M, Mosteiro, P, Mount, B, Mu, W, Muratova, V, Murphy, S, Musico, P, Napolitano, J, Nelson, A, Nosov, V, Nurakhov, N, Odrowski, S, Oleinik, A, Orsini, M, Ortica, F, Pagani, L, Pallavicini, M, Palmas, S, Pantic, E, Paoloni, E, Parmeggiano, S, Paternoster, G, Pazzona, F, Pelczar, K, Pellegrini, L, Pelliccia, N, Perasso, S, Peronio, P, Perotti, F, Perruzza, R, Piemonte, C, Pilo, F, Pocar, A, Pordes, S, Pugachev, D, Qian, H, Radics, B, Randle, K, Ranucci, G, Razeti, M, Razeto, A, Rech, I, Regazzoni, V, Regenfus, C, Reinhold, B, Renshaw, A, Rescigno, M, Ricotti, M, Riffard, Q, Rizzardini, S, Romani, A, Romero, L, Rossi, B, Rossi, N, Rountree, D, Rubbia, A, Ruggeri, A, Sablone, D, Saggese, P, Salatino, P, Salemme, L, Sands, W, Sangiorgio, S, Sant, M, Santorelli, R, Sanzaro, M, Savarese, C, Sechi, E, Segreto, E, Semenov, D, Shchagin, A, Shekhtman, L, Shemyakina, E, Shields, E, Simeone, M, Singh, P, Skorokhvatov, M, Smallcomb, M, Smirnov, O, Sokolov, A, Sotnikov, A, Stanford, C, Suffritti, G, Suvorov, Y, Tamborini, D, Tartaglia, R, Tatarowicz, J, Testera, G, Tonazzo, A, Tosi, A, Trinchese, P, Unzhakov, E, Vacca, A, Verducci, M, Viant, T, Villa, F, Vishneva, A, Vogelaar, B, Wada, M, Walker, S, Wang, H, Wang, Y, Watson, A, Westerdale, S, Wilhelmi, J, Wojcik, M, Wu, S, Xiang, X, Xu, J, Yang, C, Yoo, J, Zappa, F, Zappalà, G, Zavatarelli, S, Zec, A, Zhong, W, Zhu, C, Zullo, A, Zullo, M, Zuzel, G, Bottino, B., Aalseth, C. E., Acconcia, G., Acerbi, F., Agnes, P., Agostino, L., Albuquerque, I. F. M., Alexander, T., Alton, A., Ampudia, P., Ardito, R., Arisaka, K., Arnquist, I. J., Asner, D. M., Back, H. O., Baldin, B., Batignani, G., Biery, K., Bisogni, M. G., Bocci, V., Bondar, A., Bonfini, G., Bonivento, W., Bossa, M., Brigatti, A., Brodsky, J., Budano, F., Bunker, R., Bussino, S., Buttafava, M., Buzulutskov, A., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calandri, N., Calaprice, F., Calvo, J., Campajola, Luigi, Canci, N., Candela, A., Cantini, C., Cao, H., Caravati, M., Cariello, M., Carlini, M., Carpinelli, M., Castellani, A., Catalanotti, Sergio, Cavalcante, P., Chepurnov, A., Cicalo, C., Citterio, M., Cocco, ALFREDO GIUSEPPE, Corgiolu, S., Covone, Giovanni, Crivelli, P., D'Angelo, D., D'Incecco, M., Daniel, M., Davini, S., De Cecco, S., De Deo, M., De Guido, G., De Vincenzi, M., Demontis, P., Derbin, A., Devoto, A., Di Eusanio, F., Di Pietro, G., Dionisi, C., Dolgov, A., Dromia, I., Dussoni, S., Edkins, E., Empl, A., Fan, A., Ferri, A., Filip, C. O., Fiorillo, Giuliana, Fomenko, K., Forster, G., Franco, D., Froudakis, G. E., Gabriele, F., Gabrieli, A., Galbiati, C., Gendotti, A., Ghioni, M., Ghisi, A., Giagu, S., Gibertoni, G., Giganti, C., Giorgi, M., Giovannetti, G. K., Gligan, M. L., Gola, A., Goretti, A., Granato, F., Grassi, M., Grate, J. W., Gromov, M., Guan, M., Guardincerri, Y., Gulinatti, A., Haaland, R. K., Hackett, B., Harrop, B., Herner, K., Hoppe, E. W., Horikawa, S., Hungerford, E., Ianni, A. l., Ianni, A. n., Ivashchuk, O., James, I., Johnson, T. N., Jollet, C., Keeter, K., Kendziora, C., Kobychev, V., Koh, G., Korablev, D., Korga, G., Kubankin, A., Kuss, M. W., Lissia, M., Li, X., Lodi, G. U., Lombardi, P., Longo, Giuseppe, Loverre, P., Luitz, S., Lussana, R., Luzzi, L., Ma, Y., Machado, A. A., Machulin, I., Mais, L., Mandarano, A., Mapelli, L., Marcante, M., Mari, S., Mariani, M., Maricic, J., Marinelli, M., Marini, L., Martoff, C. J., Mascia, M., Meregaglia, A., Meyers, P. D., Miletic, T., Milincic, R., Miller, J. D., Moioli, S., Monasterio, S., Montanari, D., Monte, A., Montuschi, M., Monzani, M. E., Morrocchi, M., Mosteiro, P., Mount, B., Mu, W., Muratova, V. N., Murphy, S., Musico, P., Napolitano, J., Nelson, A., Nosov, V., Nurakhov, N. N., Odrowski, S., Oleinik, A., Orsini, M., Ortica, F., Pagani, L., Pallavicini, M., Palmas, S., Pantic, E., Paoloni, E., Parmeggiano, S., Paternoster, G., Pazzona, F., Pelczar, K., Pellegrini, L. A., Pelliccia, N., Perasso, S., Peronio, P., Perotti, F., Perruzza, R., Piemonte, C., Pilo, F., Pocar, A., Pordes, S., Pugachev, D., Qian, H., Radics, B., Randle, K., Ranucci, G., Razeti, M., Razeto, A., Rech, I., Regazzoni, V., Regenfus, C., Reinhold, B., Renshaw, A., Rescigno, M., Ricotti, M., Riffard, Q., Rizzardini, S., Romani, A., Romero, L., Rossi, B., Rossi, N., Rountree, D., Rubbia, A., Ruggeri, A., Sablone, D., Saggese, P., Salatino, Piero, Salemme, Lucia, Sands, W., Sangiorgio, S., Sant, M., Santorelli, R., Sanzaro, M., Savarese, C., Sechi, E., Segreto, E., Semenov, D., Shchagin, A., Shekhtman, L., Shemyakina, E., Shields, E., Simeone, Marino, Singh, P. N., Skorokhvatov, M., Smallcomb, M., Smirnov, O., Sokolov, A., Sotnikov, A., Stanford, C., Suffritti, G. B., Suvorov, Y., Tamborini, D., Tartaglia, R., Tatarowicz, J., Testera, G., Tonazzo, A., Tosi, A., Trinchese, P., Unzhakov, E., Vacca, A., Verducci, M., Viant, T., Villa, F., Vishneva, A., Vogelaar, B., Wada, M., Walker, Susan Elizabeth, Wang, H., Wang, Y., Watson, A., Westerdale, S., Wilhelmi, J., Wojcik, M., Wu, S., Xiang, X., Xu, J., Yang, C., Yoo, J., Zappa, F., Zappala, G., Zavatarelli, S., Zec, A., Zhong, W., Zhu, C., Zullo, A., Zullo, M., Zuzel, G., AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), 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), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DarkSide, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Budano, Federico, Bussino, Severino Angelo Maria, Campajola, L., Catalanotti, S., Cicalò, C., Cocco, A. G., Covone, G., DE VINCENZI, Mario, Fiorillo, G., James, Irina, Longo, G., Mari, Stefano Maria, Salatino, P., Salemme, L., Simeone, M., Walker, S., Zappalà, G., Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-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), and Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Physics and Astronomy (miscellaneous) ,Physics::Instrumentation and Detectors ,background ,scintillation counter: liquid ,DarkSide ,Astronomy and Astrophysics ,WIMP: detector ,dark matter: direct detection ,Astronomy and Astrophysic ,time projection chamber: liquid argon ,dark matter ,Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) ,deep underground detector ,Gran Sasso ,cryogenics ,radioactivity ,atmosphere ,High Energy Physics::Experiment ,Cherenkov ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,Nuclear Experiment ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,experimental results - Abstract
International audience; DarkSide is a dark matter direct search experiment at Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS). DarkSide is based on the detection of rare nuclear recoils possibly induced by hypothetical dark matter particles, which are supposed to be neutral, massive (m > 10 GeV) and weakly interactive (WIMP). The dark matter detector is a two-phase time projection chamber (TPC) filled with ultra-pure liquid argon. The TPC is placed inside a muon and a neutron active vetoes to suppress the background. Using argon as active target has many advantages, the key features are the strong discriminant power between nuclear and electron recoils, the spatial reconstruction and easy scalability to multi-tons size. At the moment DarkSide-50 is filled with ultra-pure argon, extracted from underground sources, and from April 2015 it is taking data in its final configuration. When combined with the preceding search with an atmospheric argon target, it is possible to set a 90% CL upper limit on the WIMP-nucleon spin-independent cross section of 2.0×10−44 cm2 for a WIMP mass of 100 GeV/c2. The next phase of the experiment, DarkSide-20k, will be the construction of a new detector with an active mass of ∼ 20 tons.
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- 2017
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