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Delayed single- and few-electron emissions plague dual-phase time projection chambers, limiting their potential to search for light-mass dark matter. This paper examines the origins of these events in the XENON1T experiment. Characterization of the intensity of delayed electron backgrounds shows that the resulting emissions are correlated, in time and position, with high-energy events and can effectively be vetoed. In this work we extend previous S2-only analyses down to a single electron. From this analysis, after removing the correlated backgrounds, we observe rates <30 events/(electron×kg×day) in the region of interest spanning 1 to 5 electrons. We derive 90% confidence upper limits for dark matter-electron scattering, first direct limits on the electric dipole, magnetic dipole, and anapole interactions, and bosonic dark matter models, where we exclude new parameter space for dark photons and solar dark photons.
Emission of single and few electrons in XENON1T and limits on light dark matter / Aprile, E.; Abe, K.; Agostini, F.; Ahmed Maouloud, S.; Alfonsi, M.; Althueser, L.; Angelino, E.; Angevaare, J. R.; Antochi, V. C.; Anton Martin, D.; Arneodo, F.; Baudis, L.; Baxter, A. L.; Bellagamba, L.; Bernard, A.; Biondi, R.; Bismark, A.; Brown, A.; Bruenner, S.; Bruno, G.; Budnik, R.; Capelli, C.; Cardoso, J. M. R.; Cichon, D.; Cimmino, B.; Clark, M.; Colijn, A. P.; Conrad, J.; Cuenca-Garcia, J. J.; Cussonneau, J. P.; D'Andrea, V.; Decowski, M. P.; Di Gangi, P.; Di Pede, S.; Di Giovanni, A.; Di Stefano, R.; Diglio, S.; Elykov, A.; Farrell, S.; Ferella, A. D.; Fischer, H.; Fulgione, W.; Gaemers, P.; Gaior, R.; Galloway, M.; Gao, F.; Glade-Beucke, R.; Grandi, L.; Grigat, J.; Higuera, A.; Hils, C.; Hoetzsch, L.; Howlett, J.; Iacovacci, M.; Itow, Y.; Jakob, J.; Joerg, F.; Joy, A.; Kato, N.; Kavrigin, P.; Kazama, S.; Kobayashi, M.; Koltman, G.; Kopec, A.; Landsman, H.; Lang, R. F.; Levinson, L.; Li, I.; Li, S.; Liang, S.; Lindemann, S.; Lindner, M.; Liu, K.; Lombardi, F.; Long, J.; Lopes, J. A. M.; Ma, Y.; Macolino, C.; Mahlstedt, J.; Mancuso, A.; Manenti, L.; Manfredini, A.; Marignetti, F.; Marrodan Undagoitia, T.; Martens, K.; Masbou, J.; Masson, D.; Masson, E.; Mastroianni, S.; Messina, M.; Miuchi, K.; Mizukoshi, K.; Molinario, A.; Moriyama, S.; Mora, K.; Mosbacher, Y.; Murra, M.; Muller, J.; Ni, K.; Oberlack, U.; Paetsch, B.; Palacio, J.; Peres, R.; Pienaar, J.; Pierre, M.; Pizzella, V.; Plante, G.; Qi, J.; Qin, J.; Ramirez Garcia, D.; Reichard, S.; Rocchetti, A.; Rupp, N.; Sanchez, L.; Dos Santos, J. M. F.; Sarnoff, I.; Sartorelli, G.; Schreiner, J.; Schulte, D.; Schulze Eissing, H.; Schumann, M.; Scotto Lavina, L.; Selvi, M.; Semeria, F.; Shagin, P.; Shi, S.; Shockley, E.; Silva, M.; Simgen, H.; Takeda, A.; Tan, P. -L.; Terliuk, A.; Thers, D.; Toschi, F.; Trinchero, G.; Tunnell, C.; Tonnies, F.; Valerius, K.; Volta, G.; Wei, Y.; Weinheimer, C.; Weiss, M.; Wenz, D.; Wittweg, C.; Wolf, T.; Xu, Z.; Yamashita, M.; Yang, L.; Ye, J.; Yuan, L.; Zavattini, G.; Zhang, Y.; Zhong, M.; Zhu, T.; Zopounidis, J. P.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - 106:2(2022), p. 022001. [10.1103/PhysRevD.106.022001]
Emission of single and few electrons in XENON1T and limits on light dark matter
Aprile E.;Abe K.;Agostini F.;Ahmed Maouloud S.;Alfonsi M.;Althueser L.;Angelino E.;Angevaare J. R.;Antochi V. C.;Anton Martin D.;Arneodo F.;Baudis L.;Baxter A. L.;Bellagamba L.;Bernard A.;Biondi R.;Bismark A.;Brown A.;Bruenner S.;Bruno G.;Budnik R.;Capelli C.;Cardoso J. M. R.;Cichon D.;Cimmino B.;Clark M.;Colijn A. P.;Conrad J.;Cuenca-Garcia J. J.;Cussonneau J. P.;D'Andrea V.;Decowski M. P.;Di Gangi P.;Di Pede S.;Di Giovanni A.;Di Stefano R.;Diglio S.;Elykov A.;Farrell S.;Ferella A. D.;Fischer H.;Fulgione W.;Gaemers P.;Gaior R.;Galloway M.;Gao F.;Glade-Beucke R.;Grandi L.;Grigat J.;Higuera A.;Hils C.;Hoetzsch L.;Howlett J.;Iacovacci M.;Itow Y.;Jakob J.;Joerg F.;Joy A.;Kato N.;Kavrigin P.;Kazama S.;Kobayashi M.;Koltman G.;Kopec A.;Landsman H.;Lang R. F.;Levinson L.;Li I.;Li S.;Liang S.;Lindemann S.;Lindner M.;Liu K.;Lombardi F.;Long J.;Lopes J. A. M.;Ma Y.;Macolino C.;Mahlstedt J.;Mancuso A.;Manenti L.;Manfredini A.;Marignetti F.;Marrodan Undagoitia T.;Martens K.;Masbou J.;Masson D.;Masson E.;Mastroianni S.;Messina M.;Miuchi K.;Mizukoshi K.;Molinario A.;Moriyama S.;Mora K.;Mosbacher Y.;Murra M.;Muller J.;Ni K.;Oberlack U.;Paetsch B.;Palacio J.;Peres R.;Pienaar J.;Pierre M.;Pizzella V.;Plante G.;Qi J.;Qin J.;Ramirez Garcia D.;Reichard S.;Rocchetti A.;Rupp N.;Sanchez L.;Dos Santos J. M. F.;Sarnoff I.;Sartorelli G.;Schreiner J.;Schulte D.;Schulze Eissing H.;Schumann M.;Scotto Lavina L.;Selvi M.;Semeria F.;Shagin P.;Shi S.;Shockley E.;Silva M.;Simgen H.;Takeda A.;Tan P. -L.;Terliuk A.;Thers D.;Toschi F.;Trinchero G.;Tunnell C.;Tonnies F.;Valerius K.;Volta G.;Wei Y.;Weinheimer C.;Weiss M.;Wenz D.;Wittweg C.;Wolf T.;Xu Z.;Yamashita M.;Yang L.;Ye J.;Yuan L.;Zavattini G.;Zhang Y.
Data Curation
;Zhong M.;Zhu T.;Zopounidis J. P.
2022
Abstract
Delayed single- and few-electron emissions plague dual-phase time projection chambers, limiting their potential to search for light-mass dark matter. This paper examines the origins of these events in the XENON1T experiment. Characterization of the intensity of delayed electron backgrounds shows that the resulting emissions are correlated, in time and position, with high-energy events and can effectively be vetoed. In this work we extend previous S2-only analyses down to a single electron. From this analysis, after removing the correlated backgrounds, we observe rates <30 events/(electron×kg×day) in the region of interest spanning 1 to 5 electrons. We derive 90% confidence upper limits for dark matter-electron scattering, first direct limits on the electric dipole, magnetic dipole, and anapole interactions, and bosonic dark matter models, where we exclude new parameter space for dark photons and solar dark photons.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
