Search for dark-matter–Nucleon interactions via Migdal effect with DarkSide-50
P. Agnes
(1)
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I. F. M. Albuquerque
(2)
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T. Alexander
(3)
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A. K. Alton
(4)
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M. Ave
(2)
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H. O. Back
(3)
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G. Batignani
(5)
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K. Biery
(6)
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V. Bocci
(7)
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(8)
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B. Bottino
(9)
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S. Bussino
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M. Cadeddu
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S. De Cecco
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G. De Rosa
(15)
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M. Downing
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D. D’urso
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A. Grobov
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K. Herner
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J. Monroe
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G. Zuzel
(45)
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M. Fairbairn
(13)
1
RHUL -
Royal Holloway [University of London]
2 USP - Universidade de São Paulo = University of São Paulo
3 PNNL - Pacific Northwest National Laboratory
4 USD - University of South Dakota [Vermillion]
5 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Pisa]
6 Fermilab - Fermi National Accelerator Laboratory
7 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Sezione di Roma 1]
8 INFN, Sezione di Cagliari - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Cagliari
9 UniGe - Università degli studi di Genova = University of Genoa
10 UniCa - Università degli Studi di Cagliari = University of Cagliari
11 Princeton University
12 INFN, Sezione di Genova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova
13 King‘s College London
14 LNGS - Laboratori Nazionali del Gran Sasso
15 University of Naples Federico II = Università degli studi di Napoli Federico II
16 Virginia Tech [Blacksburg]
17 SINP - D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics
18 UNIMI - Università degli Studi di Milano = University of Milan
19 Saint Petersburg Nuclear Physics Institute RAS
20 UMASS - University of Massachusetts System
21 UNISS - Università degli Studi di Sassari = University of Sassari [Sassari]
22 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
23 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
24 DPPU - Department of Physics, Princeton University
25 INFN Frascati
26 Institute of Molecular Genetics of National Research Centre «Kurchatov Institute» [Moscow, Russia]
27 IHEP - Institute of High Energy Physics [Beijing]
28 Università degli Studi di Enna " KORE " = Kore University of Enna
29 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
30 University of Houston [Clear Lake]
31 Black Hills State University
32 AstroCeNT - Nicolaus Copernicus Astronomical Cente
33 JINR - Joint Institute for Nuclear Research
34 University of Houston
35 Belgorod National Research University
36 UC - University of California
37 University of Hawai'i [Hilo]
38 LNHB - Laboratoire National Henri Becquerel
39 UNIPG - Università degli Studi di Perugia = University of Perugia
40 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Catania
41 UMass Amherst - University of Massachusetts [Amherst]
42 UC Davis - University of California [Davis]
43 University of Manchester [Manchester]
44 Università degli Studi di Roma Tor Vergata [Roma] = University of Rome Tor Vergata
45 UJ - Uniwersytet Jagielloński w Krakowie = Jagiellonian University
2 USP - Universidade de São Paulo = University of São Paulo
3 PNNL - Pacific Northwest National Laboratory
4 USD - University of South Dakota [Vermillion]
5 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Pisa]
6 Fermilab - Fermi National Accelerator Laboratory
7 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare [Sezione di Roma 1]
8 INFN, Sezione di Cagliari - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Cagliari
9 UniGe - Università degli studi di Genova = University of Genoa
10 UniCa - Università degli Studi di Cagliari = University of Cagliari
11 Princeton University
12 INFN, Sezione di Genova - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova
13 King‘s College London
14 LNGS - Laboratori Nazionali del Gran Sasso
15 University of Naples Federico II = Università degli studi di Napoli Federico II
16 Virginia Tech [Blacksburg]
17 SINP - D.V. Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics
18 UNIMI - Università degli Studi di Milano = University of Milan
19 Saint Petersburg Nuclear Physics Institute RAS
20 UMASS - University of Massachusetts System
21 UNISS - Università degli Studi di Sassari = University of Sassari [Sassari]
22 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
23 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
24 DPPU - Department of Physics, Princeton University
25 INFN Frascati
26 Institute of Molecular Genetics of National Research Centre «Kurchatov Institute» [Moscow, Russia]
27 IHEP - Institute of High Energy Physics [Beijing]
28 Università degli Studi di Enna " KORE " = Kore University of Enna
29 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
30 University of Houston [Clear Lake]
31 Black Hills State University
32 AstroCeNT - Nicolaus Copernicus Astronomical Cente
33 JINR - Joint Institute for Nuclear Research
34 University of Houston
35 Belgorod National Research University
36 UC - University of California
37 University of Hawai'i [Hilo]
38 LNHB - Laboratoire National Henri Becquerel
39 UNIPG - Università degli Studi di Perugia = University of Perugia
40 INFN - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Catania
41 UMass Amherst - University of Massachusetts [Amherst]
42 UC Davis - University of California [Davis]
43 University of Manchester [Manchester]
44 Università degli Studi di Roma Tor Vergata [Roma] = University of Rome Tor Vergata
45 UJ - Uniwersytet Jagielloński w Krakowie = Jagiellonian University
P. Agnes
- Function : Author
- PersonId : 1005036
- ORCID : 0000-0001-7117-1251
- IdRef : 230064167
D. Franco
- Function : Author
- PersonId : 180994
- IdHAL : davide-franco
- ORCID : 0000-0001-5604-2531
- IdRef : 18950045X
Abstract
Dark matter elastic scattering off nuclei can result in the excitation and ionization of the recoiling atom through the so-called Migdal effect. The energy deposition from the ionization electron adds to the energy deposited by the recoiling nuclear system and allows for the detection of interactions of sub-GeV/c2 mass dark matter. We present new constraints for sub-GeV/c2 dark matter using the dual-phase liquid argon time projection chamber of the DarkSide-50 experiment with an exposure of (12 306±184) kg d. The analysis is based on the ionization signal alone and significantly enhances the sensitivity of DarkSide-50, enabling sensitivity to dark matter with masses down to 40 MeV/c2. Furthermore, it sets the most stringent upper limit on the spin independent dark matter nucleon cross section for masses below 3.6 GeV/c2.
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Licence : CC BY - Attribution
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