1. XENON1T dark matter data analysis: Signal and background models and statistical inference
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Aprile, E., Aalbers, J., Agostini, F., Alfonsi, M., Althueser, L., Amaro, F. D., Antochi, V. C., Arneodo, F., Baudis, L., Bauermeister, B., Benabderrahmane, M. L., Berger, T., Breur, P. A., Brown, A., Brown, E., Bruenner, S., Bruno, G., Budnik, R., Capelli, C., Cardoso, J. M. R., Cichon, D., Coderre, D., Colijn, A. P., Conrad, J., Cussonneau, J. P., Decowski, M. P., Perio, P., Di Gangi, P., Di Giovanni, A., Diglio, S., Elykov, A., Eurin, G., Fei, J., Ferella, A. D., Fieguth, A., Fulgione, W., Andrea Gallo Rosso, Galloway, M., Gao, F., Garbini, M., Grandi, L., Greene, Z., Hasterok, C., Hogenbirk, E., Howlett, J., Iacovacci, M., Itay, R., Joerg, F., Kazama, S., Kish, A., Koltman, G., Kopec, A., Landsman, H., Lang, R. F., Levinson, L., Lin, Q., Lindemann, S., Lindner, M., Lombardi, F., Lopes, J. A. M., Lopez Fune, E., Macolino, C., Mahlstedt, J., Manfredini, A., Marignetti, F., Marrodan Undagoitia, T., Masbou, J., Masson, D., Mastroianni, S., Messina, M., Micheneau, K., Miller, K., Molinario, A., Mora, K., Mosbacher, Y., Murra, M., Naganoma, J., Ni, K., Oberlack, U., Odgers, K., Pelssers, B., Peres, R., Piastra, F., Pienaar, J., Pizzella, V., Plante, G., Podviianiuk, R., Qiu, H., Ramirez Garcia, D., Reichard, S., Riedel, B., Rizzo, A., Rocchetti, A., Rupp, N., Dos Santos, J. M. F., Sartorelli, G., Sarcevic, N., Scheibelhut, M., Schindler, S., Schreiner, J., Schulte, D., Schumann, M., Scotto Lavina, L., Selvi, M., Shagin, P., Shockley, E., Silva, M., Simgen, H., Therreau, C., Thers, D., Toschi, F., Trinchero, G., Tunnell, C., Upole, N., Vargas, M., Wack, O., Wang, H., Wang, Z., Wei, Y., Weinheimer, C., Wenz, D., Wittweg, C., Wulf, J., Ye, J., Zhang, Y., Zhu, T., Zopounidis, J. P., Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), 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 l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), XENON, Aprile, E., Aalbers, J., Agostini, F., Alfonsi, M., Althueser, L., Amaro, F. D., Antochi, V. C., Arneodo, F., Baudis, L., Bauermeister, B., Benabderrahmane, M. L., Berger, T., Breur, P. A., Brown, A., Brown, E., Bruenner, S., Bruno, G., Budnik, R., Capelli, C., Cardoso, J. M. R., Cichon, D., Coderre, D., Colijn, A. P., Conrad, J., Cussonneau, J. P., Decowski, M. P., de Perio, P., Di Gangi, P., Di Giovanni, A., Diglio, S., Elykov, A., Eurin, G., Fei, J., Ferella, A. D., Fieguth, A., Fulgione, W., Gallo Rosso, A., Galloway, M., Gao, F., Garbini, M., Grandi, L., Greene, Z., Hasterok, C., Hogenbirk, E., Howlett, J., Iacovacci, M., Itay, R., Joerg, F., Kazama, S., Kish, A., Koltman, G., Kopec, A., Landsman, H., Lang, R. F., Levinson, L., Lin, Q., Lindemann, S., Lindner, M., Lombardi, F., Lopes, J. A. M., López Fune, E., Macolino, C., Mahlstedt, J., Manfredini, A., Marignetti, F., Marrodán Undagoitia, T., Masbou, J., Masson, D., Mastroianni, S., Messina, M., Micheneau, K., Miller, K., Molinario, A., Morå, K., Mosbacher, Y., Murra, M., Naganoma, J., Ni, K., Oberlack, U., Odgers, K., Pelssers, B., Peres, R., Piastra, F., Pienaar, J., Pizzella, V., Plante, G., Podviianiuk, R., Qiu, H., Ramírez García, D., Reichard, S., Riedel, B., Rizzo, A., Rocchetti, A., Rupp, N., dos Santos, J. M. F., Sartorelli, G., Šarčević, N., Scheibelhut, M., Schindler, S., Schreiner, J., Schulte, D., Schumann, M., Scotto Lavina, L., Selvi, M., Shagin, P., Shockley, E., Silva, M., Simgen, H., Therreau, C., Thers, D., Toschi, F., Trinchero, G., Tunnell, C., Upole, N., Vargas, M., Wack, O., Wang, H., Wang, Z., Wei, Y., Weinheimer, C., Wenz, D., Wittweg, C., Wulf, J., Ye, J., Zhang, Y., Zhu, T., Zopounidis, J. P., XENON (IHEF, IoP, FNWI), Aprile E., Aalbers J., Agostini F., Alfonsi M., Althueser L., Amaro F.D., Antochi V.C., Arneodo F., Baudis L., Bauermeister B., Benabderrahmane M.L., Berger T., Breur P.A., Brown A., Brown E., Bruenner S., Bruno G., Budnik R., Capelli C., Cardoso J.M.R., Cichon D., Coderre D., Colijn A.P., Conrad J., Cussonneau J.P., Decowski M.P., De Perio P., Di Gangi P., Di Giovanni A., Diglio S., Elykov A., Eurin G., Fei J., Ferella A.D., Fieguth A., Fulgione W., Gallo Rosso A., Galloway M., Gao F., Garbini M., Grandi L., Greene Z., Hasterok C., Hogenbirk E., Howlett J., Iacovacci M., Itay R., Joerg F., Kazama S., Kish A., Koltman G., Kopec A., Landsman H., Lang R.F., Levinson L., Lin Q., Lindemann S., Lindner M., Lombardi F., Lopes J.A.M., Lopez Fune E., Macolino C., Mahlstedt J., Manfredini A., Marignetti F., Marrodan Undagoitia T., Masbou J., Masson D., Mastroianni S., Messina M., Micheneau K., Miller K., Molinario A., Mora K., Mosbacher Y., Murra M., Naganoma J., Ni K., Oberlack U., Odgers K., Pelssers B., Peres R., Piastra F., Pienaar J., Pizzella V., Plante G., Podviianiuk R., Qiu H., Ramirez Garcia D., Reichard S., Riedel B., Rizzo A., Rocchetti A., Rupp N., Dos Santos J.M.F., Sartorelli G., Sarcevic N., Scheibelhut M., Schindler S., Schreiner J., Schulte D., Schumann M., Scotto Lavina L., Selvi M., Shagin P., Shockley E., Silva M., Simgen H., Therreau C., Thers D., Toschi F., Trinchero G., Tunnell C., Upole N., Vargas M., Wack O., Wang H., Wang Z., Wei Y., Weinheimer C., Wenz D., Wittweg C., Wulf J., Ye J., Zhang Y., Zhu T., Zopounidis J.P., Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and 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 Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
- Subjects
xenon: target ,data analysis method ,Physics - Instrumentation and Detectors ,Physics::Instrumentation and Detectors ,Dark matter ,background: model ,WIMP: mass ,chemistry.chemical_element ,WIMP nucleon: elastic scattering ,01 natural sciences ,Signal ,High Energy Physics - Experiment ,XENON ,Xenon ,WIMP ,Ionization ,0103 physical sciences ,[PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex] ,Particle Physics Experiments ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,010306 general physics ,Physics ,xenon: liquid ,Scintillation ,Time projection chamber ,010308 nuclear & particles physics ,Detector ,Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics ,time projection chamber ,Computational physics ,chemistry ,statistics ,Dark Matter Xenon Signal and background Statistical Inference - Abstract
International audience; The XENON1T experiment searches for dark matter particles through their scattering off xenon atoms in a 2 metric ton liquid xenon target. The detector is a dual-phase time projection chamber, which measures simultaneously the scintillation and ionization signals produced by interactions in target volume, to reconstruct energy and position, as well as the type of the interaction. The background rate in the central volume of XENON1T detector is the lowest achieved so far with a liquid xenon-based direct detection experiment. In this work we describe the response model of the detector, the background and signal models, and the statistical inference procedures used in the dark matter searches with a 1 metric ton×year exposure of XENON1T data, that leads to the best limit to date on WIMP-nucleon spin-independent elastic scatter cross section for WIMP masses above 6 GeV/c2.
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- 2019
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