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Effective field theory search for high-energy nuclear recoils using the XENON100 dark matter detector

Authors :
Sara Diglio
F. V. Massoli
Qing Lin
J. Calvén
Ch. Weinheimer
Marc Schumann
P. Pakarha
W. Fulgione
J. Ye
A. Manfredini
M. Murra
Ben Farmer
Luke Goetzke
M. V. Sivers
Jean-Pierre Cussonneau
F. Lombardi
M.-C. Piro
L. Buetikofer
J.M.F. dos Santos
D. Masson
Bart Pelssers
C. Geis
C. Hasterok
C. Reuter
M. Messina
F. Agostini
M. L. Benabderrahmane
A. Rizzo
P. Di Gangi
P. de Perio
B. Kaminsky
Ethan Brown
Julien Masbou
Teresa Marrodán Undagoitia
Sebastian Lindemann
H. Simgen
L. Scotto Lavina
Yanxi Zhang
Yuehuan Wei
K. Morå
Zhou Wang
C. Tunnell
A. Di Giovanni
A. D. Ferella
M. Selvi
G. Eurin
Kaixuan Ni
Hongwei Wang
Giacomo Bruno
Gabriella Sartorelli
Uwe Oberlack
J. A. M. Lopes
A. Kish
L. Levinson
J. Pienaar
M. Garbini
Ioana Codrina Maris
V. Pizzella
C. Grignon
April S. Brown
K. Micheneau
R. Itay
G. Kessler
M. Alfonsi
S. Bruenner
J. Wulf
Laura Baudis
J. Naganoma
Jelle Aalbers
Z. Greene
J. Schreiner
Ran Budnik
M. P. Decowski
M. Vargas
Auke-Pieter Colijn
P. A. Breur
Manfred Lindner
F. D. Amaro
Guillaume Plante
A. Stein
M. Cervantes
R. Persiani
D. Cichon
P. Barrow
D. Lellouch
A. Fieguth
D. Coderre
Boris Bauermeister
Manuel Gameiro da Silva
F. Arneodo
A. Tiseni
J. Fei
A. Molinario
M. Scheibelhut
João Cardoso
Elena Aprile
F. Gao
Gian Carlo Trinchero
S. Schindler
N. Rupp
S. Reichard
F. Piastra
T. Berger
S. Rosendahl
N. Priel
Shingo Kazama
Jan Conrad
M. Anthony
R. F. Lang
E. Hogenbirk
P. Shagin
D. Mayani
Dominique Thers
L. Rauch
H. Landsman
A. Gallo Rosso
A. Di Galloway
Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH)
Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques
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)
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)
XENON
Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées ( SUBATECH )
IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire ( IMT Atlantique ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Nantes ( UN )
Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies ( LPNHE )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Aprile, E.
Aalbers, J.
Agostini, F.
Alfonsi, M.
Amaro, F.D.
Anthony, M.
Arneodo, F.
Barrow, P.
Baudis, L.
Bauermeister, B.
Benabderrahmane, M.L.
Berger, T.
Breur, P.A.
Brown, A.
Brown, E.
Bruenner, S.
Bruno, G.
Budnik, R.
Bütikofer, L.
Calvén, J.
Cardoso, J.M.R.
Cervantes, M.
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.
Eurin, G.
Fei, J.
Ferella, A.D.
Fieguth, A.
Fulgione, W.
Gallo Rosso, A.
Galloway, M.
Gao, F.
Garbini, M.
Geis, C.
Goetzke, L.W.
Greene, Z.
Grignon, C.
Hasterok, C.
Hogenbirk, E.
Itay, R.
Kaminsky, B.
Kazama, S.
Kessler, G.
Kish, A.
Landsman, H.
Lang, R.F.
Lellouch, D.
Levinson, L.
Lin, Q.
Lindemann, S.
Lindner, M.
Lombardi, F.
Lopes, J.A.M.
Manfredini, A.
Maris, I.
Marrodán Undagoitia, T.
Masbou, J.
Massoli, F.V.
Masson, D.
Mayani, D.
Messina, M.
Micheneau, K.
Molinario, A.
Morå, K.
Murra, M.
Naganoma, J.
Ni, K.
Oberlack, U.
Pakarha, P.
Pelssers, B.
Persiani, R.
Piastra, F.
Pienaar, J.
Pizzella, V.
Piro, M.-C.
Plante, G.
Priel, N.
Rauch, L.
Reichard, S.
Reuter, C.
Rizzo, A.
Rosendahl, S.
Rupp, N.
Dos Santos, J.M.F.
Sartorelli, G.
Scheibelhut, M.
Schindler, S.
Schreiner, J.
Schumann, M.
Scotto Lavina, L.
Selvi, M.
Shagin, P.
Silva, M.
Simgen, H.
Sivers, M.V.
Stein, A.
Thers, D.
Tiseni, A.
Trinchero, G.
Tunnell, C.
Vargas, M.
Wang, H.
Wang, Z.
Wei, Y.
Weinheimer, C.
Wulf, J.
Ye, J.
Farmer, B.
Zhang, Y.
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)
XENON (IHEF, IoP, FNWI)
Source :
Phys.Rev.D, Phys.Rev.D, 2017, 96 (4), pp.042004. ⟨10.1103/PhysRevD.96.042004⟩, BASE-Bielefeld Academic Search Engine, Phys.Rev.D, 2017, 96 (4), pp.042004. 〈10.1103/PhysRevD.96.042004〉, Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal, Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP), instacron:RCAAP, Physical Review D. Particles and Fields, 96(4):042004. American Institute of Physics
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; We report on weakly interacting massive particles (WIMPs) search results in the XENON100 detector using a nonrelativistic effective field theory approach. The data from science run II (34 kg×224.6 live days) were reanalyzed, with an increased recoil energy interval compared to previous analyses, ranging from (6.6–240) keVnr. The data are found to be compatible with the background-only hypothesis. We present 90% confidence level exclusion limits on the coupling constants of WIMP-nucleon effective operators using a binned profile likelihood method. We also consider the case of inelastic WIMP scattering, where incident WIMPs may up-scatter to a higher mass state, and set exclusion limits on this model as well.

Details

Language :
English
ISSN :
05562821
Database :
OpenAIRE
Journal :
Phys.Rev.D, Phys.Rev.D, 2017, 96 (4), pp.042004. ⟨10.1103/PhysRevD.96.042004⟩, BASE-Bielefeld Academic Search Engine, Phys.Rev.D, 2017, 96 (4), pp.042004. 〈10.1103/PhysRevD.96.042004〉, Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal, Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP), instacron:RCAAP, Physical Review D. Particles and Fields, 96(4):042004. American Institute of Physics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....dc3b147cb53e79a3d1f36c34b271ed98
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.96.042004⟩