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First results from the NEWS-G direct dark matter search experiment at the LSM

Authors :
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 )
Université Grenoble Alpes (UGA)
Source :
Astropart.Phys., Astropart.Phys., 2018, 97, pp.54-62. ⟨10.1016/j.astropartphys.2017.10.009⟩, Astroparticle Physics, Astroparticle Physics, 2018, 97, pp.54-62. ⟨10.1016/j.astropartphys.2017.10.009⟩, Astropart.Phys., 2018, 97, pp.54-62. 〈10.1016/j.astropartphys.2017.10.009〉
Publication Year :
2018
Publisher :
Elsevier BV, 2018.

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.<br />Comment: 18 pages, 10 figures, acknowledgments section updated

Details

ISSN :
09276505
Volume :
97
Database :
OpenAIRE
Journal :
Astroparticle Physics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b01acbbfc566da6ed579b32cdeabee93