出版物|实验天体粒子和暗物质

2022

XENONnT实验中的材料放射性安全控制
艾普瑞尔E，艾比K，阿戈斯蒂尼F。, Alfonsi M。艾哈迈德体育年代。Althueser L,洛杉矶人,Angevaare J . R。Antochi V . C。马丁•D。安东Arneodo F, Baudis L。巴克斯特A . L。Bellagamba L。,他满,俾斯麦。,并年代,布朗,Bruno G。卡佩里C, Budnik R,卡多佐J·M·R。Cichon D, Cimmino B。克拉克,Colijn A . P。康拉德·J。,Cuenca-Garcia J . J。Cussonneau J . P。D 'Andrea V。Decowski M . P。Gangi P D。Pede S D。乔瓦尼·A·D。斯特凡诺R·D。Diglio年代,Elykov。,法雷尔年代,Ferella A . D。Fulgione W。费舍尔H, Gaemers P, Gaior R,加米,高F。,Glade-Beucke R, L大人物,Grigat J。,Higuera。,边境,Hiraide K, Hoetzsch L, Howlett J。,Iacovacci, Itow Y,雅各布·J。,Joerg F,加藤N, P Kavrigin, Kazama年代,小林,Koltman G。科帕克,同胞H,朗R·F。莱文森L。,我,梁年代,这个年代,林德纳,刘K。,Lombardi F。,J。,洛佩斯J . A . M。马Y, Macolino C, Mahlstedt J。,曼库索,Manenti L, Manfredini。,Marignetti F。Martens K。Marrodan Undagoitia T, Masbou J。,马森,马森,Mastroianni年代,墨西拿,Miuchi K, Mizukoshi K, Molinario。,本森山年代,莫拉K, Mosbacher Y, Murra,倪K, Oberlack U。-帕拉西奥市J。,佩雷斯,皮纳尔J。,皮埃尔•M。Pizzella V,普兰特G。,J。,秦J。,拉米雷斯加西亚,Reichard年代,Rocchetti。,鲁普N, L。桑切斯,多斯桑托斯J·M·F。Sartorelli G,称J。舒尔特,Schulze Eißing H。舒曼,Lavina L . S。Selvi, Semeria F, Shagin P。肖克利E, Silva M.， Simgen H.， Takeda A.，谭培林，Terliuk A.， Therreau C.， Thers D.， Toschi F.， Trinchero G.， Tunnell C.， Tönnies F.， Valerius K.， Volta G.， Wei Y.， Weinheimer C.， Weiss M.， Wenz D.， Westermann J.， Wittweg C.， Wolf T.，徐铮，Yamashita M.，杨磊，叶俊，袁磊，Zavattini G.，张勇，钟敏，朱涛，Zopounidis J. P, Laubenstein M.， Nisi S.。et al。（2022）欧洲物理杂志。C，粒子和场。 82年, 7， 599(2022)。摘要

低放射性建筑材料的选择对稀有事件的搜索至关重要，因此对XENONnT实验至关重要。广泛的放射分析计划的结果报告，其中材料样品已筛选与伽马射线光谱，质谱，和
222
Rn辐射测量。此外，描述了用于去除或减轻探测器材料表面污染的清洁程序。筛选结果被用作XENONnT蒙特卡罗模拟的输入，预测了材料背景的减少(
∼
17%)相对于其前身XENON1T。通过氡辐射测量，预期
222
经测定，XENONnT中的Rn活性浓度为4.2 (
-
0.7
+
0．5
）
μ
Bq/kg，比XENON1T低3个因子。新型氡精馏系统将进一步降低氡浓度。

(所有作者)

2021

XENON1T暗物质实验中太阳8B中微子相干弹性散射的研究
，艾普瑞尔·E、布德尼克·R、科尔特曼·G、兰兹曼·h、莱文森·L。 (2021) 物理评论快报。 126年, 9日, 091301. 摘要

我们报道了在XENON1T数据中从太阳8B中微子弹性散射氙核中寻找核反冲信号，将能量阈值从2.6 keV降低到1.6 keV。我们开发了各种各样的新技术来限制阈值附近背景的增加。在0.6 t × y的曝光中没有发现明显的8B类中微子过量。我们第一次利用太阳中微子的未探测来限制液态氙中1-2 keV核反冲的光产率，以及非标准的中微子-夸克相互作用。最后，我们对暗物质质量在3到11 GeV c−2之间的暗物质-核相互作用的世界领先约束进行了改进，提高了一个数量级。
改进了用于XENONnT实验的R11410-21光电倍增管的质量测试
安托奇·V. C.，鲍迪斯，博利格·J.。，布朗A.，布德尼克R.，奇雄D.，康拉德J.，费雷拉A.，加洛韦M.，霍茨施L.，卡扎马S.，科尔特曼G.，兰德斯曼H.，林德纳M.，马赫斯泰特J.， Marrodán戴达戈提亚T.，佩尔瑟B.，沃塔G.，瓦克O.，伍尔夫J.。et al。 (2021) 仪器仪表杂志。 16日, 8， P08033。摘要

光电倍增管(pmt)常用于低背景粒子物理实验，它依赖于对单光子信号的良好响应和稳定的长期工作。特别是，Hamamatsu R11410模型是液态氙暗物质实验(包括XENONnT)的首选光传感器。同样的PMT模型也用于前身XENON1T，其中观察到影响其长期运行的问题。在这里，我们报告了一个改进的PMT测试过程，以确保在XENONnT中的最佳性能。使用新的和升级的设备，我们在低温氙环境中测试了368个新的pmt。我们开发了新的测试，旨在检测发光和PMT真空通过小泄漏的退化，这可能导致被称为后脉冲的伪信号，这两者都在XENON1T中观察到。我们排除了368个测试pmt中的26个，并根据其性能对其余的pmt进行分类。鉴于我们已经改进了测试程序，但我们拒绝的PMT更少，我们期望XENONnT的PMT性能明显更好。

(所有作者)

2020

DARWIN中通过电子散射的太阳中微子探测灵敏度
，阿拉齐，布雷斯金。， R.布德尼克，E.埃尔达尔，G.科尔特曼，H.兰德斯曼，Y.莫斯巴切尔，P.绍博，M.魏斯。et al。 (2020) 欧洲物理杂志; 80年, 12， 1133. 摘要

我们详细介绍了拟议的液态氙DARWIN天文台通过弹性电子散射对太阳中微子的灵敏度。我们发现，DARWIN将有可能测量5种太阳中微子成分的通量:pp, 7Be, 13N, 15O和pep。13N, 15O和pep组件的精度受到136Xe的双beta衰变的阻碍，因此，将受益于一个耗尽的目标。对pp中微子的高统计观测将允许我们第一次推断电子反冲能量区域的电弱混合角sin 2θw和电子型中微子生存概率Pee的值，从几keV到200 keV，相对精度分别为5%和4%，使用10年的数据和30吨的基准体积。对pp和7Be中微子的观测将把中微子推断的太阳光度限制在0.2%。所有通量测量的组合将区分具有2.1-2.5σ显著性的高(GS98)和低金属丰度(AGS09)太阳模型，独立于其他实验的外部测量或DARWIN中通过相干弹性中微子核散射对8B中微子的测量。最后，我们证明了当目标耗尽时，DARWIN可能对131Xe的中微子捕获过程敏感。

(所有作者)
XENONnT暗物质实验的WIMP预估灵敏度
，艾普瑞尔，R布德尼克，G科尔特曼，H兰德斯曼，L列文森，A曼弗雷迪尼，邱华，M魏斯。 (2020) 宇宙学与天体粒子物理学杂志。 2020年, 11日, 031. 摘要

XENONnT是一项暗物质直接探测实验，利用5.9吨液态氙仪器，位于格兰萨索国家信息学实验室。在这项工作中，我们预测了实验背景，并预测了XENONnT探测弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的灵敏度。在4 t基准质量下，电子和核反冲的预期平均差背景率分别为(1,13)keV和(4,50)keV，分别为12.3±0.6 (keV t y)-1和(2.2±0.5)× 10-3 (keV t y)-1。我们使用轮廓构造方法计算统一的置信区间，以确保适当的覆盖。在20 ty的暴露目标下，对于一个50 GeV/c2质量的WIMP，在90%的置信水平上，对自旋不依赖的WIMP-核子相互作用的预期灵敏度达到1.4×10-48 cm2的横截面，比XENON1T设定的当前最佳极限高出一个数量级。此外，我们还发现，对于一个截面大于2.6×10-48 cm2 (5.0×10-48 cm2)的50 GeV/c2 WIMP, XENONnT发现显著性的中位数超过3σ (5σ)。自旋依赖的WIMP与中子(质子)耦合的预期灵敏度达到2.2×10-43 cm2 (6.0×10-42 cm2)。
XENON1T中的多余电子反冲事件
，艾普瑞，R布德尼克，G科尔特曼，H兰德斯曼，L莱文森，Y莫斯巴彻，邱华，M魏斯。 (2020) 物理评论D。 102年, 7， 072004. 摘要

我们报告了用XENON1T探测器记录的低能电子反冲数据搜索新物理的结果。0.65吨年的曝光量和史无前例的低背景率(76±2stat事件/(tonne×year×keV))在1到30 keV之间，这些数据使对太阳轴子、利用太阳中微子增强的中微子磁矩和玻色子暗物质的最敏感的搜索成为可能。在已知背景下观测到的低能量过剩，最突出的在2到3 keV之间。太阳轴子模型具有3.4σ显著性，轴子与电子、光子和核子耦合的三维置信度为90%。这个曲面被刻在由gae<3.8×10-12, gaeganeff<4.8×10-18，和gaegaγ<7.7×10-22 GeV-1定义的长方体中，并且不包括gae=0或gaegaγ=gaeganeff=0。在3.2σ时，中微子磁矩信号同样优于背景信号，其置信区间为μν∈(1.4,2.9)×10-11 μB (90% c.l)。这两个结果都受到恒星约束的强烈影响。当氚在氙中的浓度为(6.2±2.0)×10-25 mol/mol时，氚在3.2σ显著值下的β衰变也可以解释这种过量。根据目前对其生产和还原机制的了解，这种微量量既不能确认也不能排除。如果在拟合中加入无约束氚分量，太阳轴子和中微子磁矩假设的显著性分别降低到2.0σ和0.9σ。 With respect to bosonic dark matter, the excess favors a monoenergetic peak at (2.3±0.2) keV (68% C.L.) with a 3.0σ global (4.0σ local) significance over background. This analysis sets the most restrictive direct constraints to date on pseudoscalar and vector bosonic dark matter for most masses between 1 and 210 keV/c2. We also consider the possibility that Ar37 may be present in the detector, yielding a 2.82 keV peak from electron capture. Contrary to tritium, the Ar37 concentration can be tightly constrained and is found to be negligible.
达尔文天文台对无中微子双β衰变的灵敏度¹³⁶Xe
、F.阿戈斯蒂尼、S.毛卢德、R.布德尼克、H.兰德斯曼。 (2020) 欧洲物理杂志; 80年, 9日, 808. 摘要

DARWIN天文台是一个被提议的下一代实验，用于寻找粒子暗物质和136Xe的无中微子双β衰变。在50吨的自然氙总库存中，40吨将是时间投影室的活动目标，因此包含约3.6吨的136Xe。在这里，我们展示了它的预测半衰期灵敏度为2.4×1027year，使用5吨自然氙的基准体积，在感兴趣的能量区域运行10年，背景率小于0.2事件/(t·年)。这种灵敏度是基于大型均匀目标背景和事件拓扑的详细蒙特卡罗模拟研究。在科学范围上，DARWIN将与使用富含136Xe的氙的专用双β衰变实验相媲美。
XENON1T在MeV能量范围内的能量分辨率和线性度
、艾普瑞、R布德尼克、G科尔特曼、H兰德斯曼、L列文森、y莫斯巴彻、邱海燕。 (2020) 欧洲物理杂志; 80年, 8， 785. 摘要

用于寻找弱相互作用大质量粒子的氙双相时间投影室迄今为止显示出相对能量分辨率，由于饱和效应，当能量超过200 keV时，相对能量分辨率会下降。这限制了他们在寻找罕见事件时的灵敏度，比如Xe-136在其Q值(Q(beta beta)类似或等于2.46 MeV)时的无中微子双β衰变。对于XENON1T双相时间投影室，我们证明了在1 sigma/mu的相对能量分辨率在其1吨基准质量中低至(0.80 +/- 0.02)%，并且对于Q(beta beta)的单点相互作用。我们还提出了一种新的信号校正方法来校正信号读出系统的饱和效应，从而获得更精确的位置重建，间接提高了能量分辨率。在XENON1T中取得的非常好的结果为氙双相暗物质探测器同时搜索其他罕见事件打开了新的窗口。
DIREXENO -用于测量液体氙中相关闪烁特征的仪器
李志刚，李志刚，李志刚，李志刚，李志刚，李志刚，李志刚，李志刚，李志刚。 (2020) 仪器仪表杂志。 15日, 6, 06001. 摘要

我们提出了一种探测器，DIREXENO(定向氙气)，旨在测量液体氙气中闪烁的空间和时间特性，具有很高的精度。闪烁的性质是最重要的暗物质和无中微子双β衰变实验;然而，复杂的微观物理学限制了理论预测。我们将探索闪烁发射表现出空间相关性的可能性，如超级辐射，这体现在时间和空间结构上，取决于相互作用类型。闪烁光的这些特性可能为背景抑制和方向性测量打开一个新的窗口。本文介绍了该装置的技术设计和驱动原理。我们证明，对于类似于2.5 keV(类似于7.5 keV)电子(核)反冲的能量沉积，探测器对在类似于0.85立体位或更小的固体角度上发射的总光子的20%的各向异性分数敏感。我们展示了在稳定条件下，探测器与17个pmt运行超过44天的调试运行结果。不同pmt中单个光子的时间分辨率在半最大时小于或类似于1.4 ns全宽

Arxiv: 1909.08197

2019

在XENON1T中寻找由Migdal效应或轫致辐射增强的光暗物质相互作用
、阿普瑞尔、R布德尼克、R伊泰、G科尔特曼、H兰兹曼、L莱文森、a曼弗雷迪尼、邱。 (2019) 物理评论快报。 123年, 24日, 241803. 摘要

基于液态氙靶的直接暗物质探测实验正在引领对质量超过5 GeV/c(2)的暗物质粒子的搜索，但由于暗物质-核弹性散射中的动量转移较小，因此对较轻质量的暗物质粒子的灵敏度有限。然而，伴随弹性散射的非弹性过程也有不可减少的贡献，这导致了反冲原子的激发和电离(Migdal效应)或轫致辐射光子的发射。在这一封信中，我们报告了一个低质量暗物质的探测，其质量低至约85 MeV/c(2)，通过寻找由Migdal效应和轫致辐射诱导的电子反冲力，使用XENON1T实验的数据。除了同时检测闪烁和电离信号的方法外，我们还开发了一种只使用电离信号的方法，这允许较低的检测阈值。这一分析显著提高了XENON1T对以前无法达到的光暗物质的灵敏度。
基于电离信号的XENON1T光暗物质搜索
、阿普瑞尔、R布德尼克、R伊泰、G科尔特曼、H兰兹曼、L莱文森、a曼弗雷迪尼、邱。 (2019) 物理评论快报。 123年, 25， 251801. 摘要

我们报告了在XENON1T实验中使用电离信号的光暗物质(DM)模型的约束。我们用强烈的事件选择来缓和背景，而不需要闪烁信号，留下一天(22 +/- 3)吨的有效曝光。以上与0.4 keV(ee)相似，我们观察到30 MeV/c(2)， m(chi)对暗光子和类轴子粒子的吸收在0.186-1 keV/c(2)内。
用XENON1T和LUX寻找太阳松弛或标量粒子
布德尼克，达维迪，金H，佩雷兹G. &普利埃尔N。 (2019) 物理评论D。 One hundred. 9日, 095021. 摘要

我们考虑使用液态氙暗物质探测器来搜索太阳核心中产生的轻标量粒子，特别是与电子耦合的粒子。通过与电子的相互作用，在太阳中产生标量粒子，主要是通过轫致辐射过程，随后被液态氙原子吸收，留下迅速的闪烁光和电离事件。利用XENON1T和Large Underground Xenon的最新实验结果，我们将电子与轻标量耦合的边界设为仅s1分析中的gφee<8×10-15，以及仅s2分析中的gφee<2×10-15。这些可以解释为与希格斯玻色子混合角度的界限，sinθ<3×10-9(7×10-10)，对于通过这种混合耦合到电子的弛豫的情况。边界是一个比从恒星演化的考虑中推断出的最强间接边界弱一些的因素。
XENON1T数据采集系统
、阿普瑞尔、R布德尼克、R伊泰、G科尔特曼、H兰兹曼、L莱文森、a曼弗雷迪尼、邱。 (2019) 仪器仪表杂志。 14， 07016. 摘要

XENON1T液氙时间投影室是迄今为止最灵敏的探测器，用于测量弱相互作用大质量粒子与正常物质的直接相互作用。数据采集系统(DAQ)由商业、开源和定制组件组成，用于对来自探测器的信号进行数字化并存储以供以后分析。该系统通过独立触发每个通道来实现极低的信号阈值，实现单个光电子接受度(93 +/- 3)%，并将全局触发推迟到后面的软件阶段。事件识别基于MongoDB数据库查询，在目标中心的分析阈值处识别交互的效率超过98%。在校准模式下，读数带宽超过300 MB/s，并通过并行化进一步扩展。该DAQ系统在XENON1T运行的三年中得到了成功的应用。

Arxiv: 1906.00819
XENON1T暗物质数据分析:信号和背景模型及统计推断
，布德尼克·R.，伊泰·R.，高志刚，李文森，邱海燕，王宏，张勇。et al。 (2019) 物理评论D。 99年, 11日, 112009. 摘要

XENON1T实验通过将暗物质粒子散射到2公吨液态氙目标中的氙原子中来寻找暗物质粒子。探测器是一个双相时间投影室，它同时测量目标体积内相互作用产生的闪烁和电离信号，重建能量和位置，以及相互作用的类型。XENON1T探测器中心体积的本底率是迄今为止基于液态氙的直接探测实验中所达到的最低水平。在这项工作中，我们描述了探测器的响应模型、背景和信号模型，以及在使用1吨x年暴露的XENON1T数据进行暗物质搜索时使用的统计推断程序，这导致了迄今为止WIMP-核子自旋无关弹性散射截面在WIMP质量大于6 GeV/c(2)时的最佳限制。

(所有作者)
XENON1T在Xe-124中双中微子双电子捕获的观察
，艾普瑞尔E，巴德尼克R。、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强、李志强。et al。 (2019) 大自然。 568年, 7753年, p . 532 - 535 摘要

双中微子双电子捕获(2 nu ECEC)是一个二阶弱相互作用过程，其预测半衰期超过宇宙年龄许多数量级(1)。到目前为止，只有两种同位素(2-5)发现了2 nu ECEC衰变的迹象，即Kr-78和Ba-130，需要非常低本底水平的仪器才能直接检测到，且具有较高的统计学意义(6,7)。2 nu ECEC半衰期对核结构模型来说是一个重要的可观测值(8-14)，它的测量代表了寻找无中微子双电子俘获的有意义的一步——对它的探测将建立中微子的马约拉纳性质，并将获得中微子的绝对质量(15-17)。在这里，我们报道了用XENON1T暗物质探测器在Xe-124中直接观测到2 nu ECEC。信号的显著性为4.4个标准差，相应的半衰期为1.8 × 10(22)年(统计不确定度为0.5 × 10(22)年;系统不确定度，0.1 x 10(22)年)是迄今为止直接测量的最长的不确定度。这项研究表明，氙基暗物质探测器的低背景和大目标质量使它们非常适合测量罕见过程，并强调了更大的下一代实验的广泛物理范围(18-20)。

(所有作者)
标量WIMP-Pion耦合的第一个结果，使用XENON1T实验
，布德尼克·R.，伊泰·R.，高志刚，李文森，李文森，李志刚，邱海华，王宏，张勇。et al。 (2019) 物理评论快报。 122年, 7， 071301. 摘要

在XENON1T实验中，我们给出了弱相互作用大质量粒子(WIMPs)与介子的标量耦合的第一个结果。这种相互作用是在WIMP与原子核中核子之间交换的虚介子耦合时产生的。与大多数非相对论算符相反，这些介子交换电流可以被核子总数相干增强，因此可能在自旋无关的wimp -核子相互作用被抑制的情况下占主导地位。此外，对于耦合的自然值，由于它们在原子核中的相干性，它们在自旋依赖通道上占主导地位。使用这个新的WIMP-pion通道的信号模型，没有发现明显的过量，导致在30 GeV/c(2) WIMP质量下的上限横截面为6.4 x 10(-46) cm(2)(90%置信水平)。

(所有作者)

2018

来自一吨XENON1T曝光的暗物质搜索结果
，艾普瑞尔E.，阿尔伯斯J.。, Alfonsi M。Agostini F。Althueser L, Amaro F . D。安东尼·M。Arneodo F, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breur P。布朗,布朗,布朗E。并年代,Bruno G。Budnik R。,C卡佩里,卡多佐J·M·R。Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P。迪Gangi P。迪乔瓦尼。Diglio年代,Elykov。,Eurin G。,J。范Ferella A . D。Fieguth。,Fulgione W。罗索A·G。加米,高F。,Garbini M。邱宏，Itay R.， Koltman G.， Landsman H.， Levinson L.， Manfredini A.， Priel N.，王宏，张勇。et al。 (2018) 物理评论快报。 121年, 11日, 111302. 摘要

我们报道了利用278.8天的XENON1T实验在LNGS收集的数据来搜索弱相互作用大质量粒子(WIMPs)。XENON1T采用基准质量为(1.30 +/- 0.01)吨的液态氙时间投影室，每年曝光量为1.0吨。感兴趣的能量区域，[1.4;10.6] keV(ee) ([4.9;40.9] keV(nr))，表现出超低电子反坐背景率[82(-3)(+5)(syst) +/- 3 stat)]事件/吨keV(ee))。在背景上没有发现明显的过度，在空间和能量维度上参数化的廓形似然分析排除了WIMP-核子自旋无关弹性散射截面在质量大于6 GeV/c(2)时的新参数空间，在30 GeV/c(2)时最小为4.1 x 10(-47) cm(2)，置信度为90%。

Arxiv: 1805.12562
(所有作者)
直接探测光暗物质和太阳中微子通过颜色中心生产晶体
布德尼克R.，切什诺夫斯基O.，斯隆O.和沃兰斯基T.。 (2018) 物理通讯，B部分:核，基本粒子和高能物理。 782年, p . 242 - 250 摘要

我们提出了一种新的低阈值直接探测暗物质和太阳中微子相干核散射的概念，基于原子的解离和随后在晶格内创建的颜色中心型缺陷。我们的方法的新颖之处在于它能够在宏观材料中检测单个缺陷。这类实验具有超低能量阈值，允许通过核散射探测轻至O(10) MeV的暗物质。晶体中缺陷产生的另一个特征是定向信息，它表现为一个壮观的信号，并以相互作用速率的每日调制的形式处理背景减少。我们讨论了设想的设置和检测技术，以及背景缩减。我们进一步计算了暗物质和太阳中微子在两个例子晶体中可用数据存在的预期速率，证明了这种实验的前瞻性敏感性。(c) 2018年作者。由Elsevier B.V.出版
液态氙中keV电子反冲的信号产率及其与核反冲的区别
、布德尼克·R、伊泰·R、兰德斯曼·H、莱露·D、莱文森·l、普里尔·N。 (2018) 物理评论D。 97年, 9日, 092007. 摘要

我们用XENON100探测器在92 V/cm、154 V/cm和366 V/cm的漂移场中，报道了液态氙对氚衰变产生的低于15 keV的低能电子反冲的响应。采用基于马尔科夫链蒙特卡罗的数据-模拟拟合方法，从实验数据中提取光子产率和重组波动。在两个较低的场测得的光子产率与文献一致;给出了在366 V/cm的更高电场下的附加测量值。研究了在这种低能量条件下电子反冲和核反冲的分辨能力及其对漂移场和光子探测效率的依赖性。该结果为使用液态氙进行暗物质搜索提供了新的能量区域测量方法。

接受的版本

2017

XENON1T暗物质实验
艾普瑞尔，，阿尔伯斯。, Alfonsi M。Agostini F。Amaro F . D。安东尼·M。安图内斯B, Arneodo F,橡胶,巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breskin。,Breur P。布朗,布朗E。并年代,Bruno G。Budnik R, L Butikofer, Calven J。,卡多佐J . M。塞万提斯,Chiarini。,Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Corrieri R, Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P。Gangi P D。乔瓦尼·A·D。Diglio年代,Disdier J . M。Doets, Duchovni E。G.欧林，R. Itay, H. Landsman, D. Lellouch, L. Levinson, A. Manfredini, N. Priel。et al。 (2017) 欧洲物理杂志; 77年, 12， 881. 摘要

在格兰萨索国家实验室(LNGS)进行的XENON1T实验是第一个使用吨级以上的液态氙目标质量的WIMP暗物质探测器。在3.2 t液氙库存中，2.0 t构成双相时间投影室的活动靶。用低背景光电倍增管检测粒子相互作用产生的闪烁和电离信号。本文介绍了XENON1T仪器及其子系统，以及实现前所未有的低本底电平的策略。文中还给出了探测器响应和子系统性能的初步结果。

(所有作者)
来自XENON1T实验的第一个暗物质搜索结果
，艾普瑞尔E.，阿尔伯斯J.。, Alfonsi M。Agostini F。Amaro F . D。安东尼·M。Arneodo F。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breur P。布朗,布朗,布朗E。并年代,Bruno G。Budnik R, L Buetikofer, Calven J。,卡多佐J·M·R。塞万提斯,Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P。迪Gangi P。迪乔瓦尼。Diglio年代,Eurin G。,J。范Ferella A . D。Fieguth。,Fulgione W。罗索A·G。加米,高F。加比尼M, Itay R.， Landsman H.， Lellouch D.， Levinson L.， Manfredini A.， Priel N.，王宏，张勇。et al。 (2017) 物理评论快报。 119年, 18， 181301. 摘要

我们报告了来自XENON1T的第一个暗物质搜索结果，XENON1T是一个类似于在意大利格兰萨索国家实验室运行的2000公斤目标质量双相(液-气)氙时间投影室，也是第一个吨级探测器。盲法搜索使用了2016年11月至2017年1月期间获得的34.2天的实时数据。在(1042 +/- 12)-kg基准质量内，在弱相互作用大质量粒子(WIMP)暗物质搜索感兴趣的[5,40]keV(nr)能量范围内，电子反射率背景为(1.93 +/- 0.25)x 10(-4)个事件/(kg x天x keV(ee))，这是迄今为止在此类暗物质探测器中达到的最低水平。轮廓似然分析表明数据与只有背景的假设是一致的。我们推导了WIMP质量大于10 GeV/c(2)的不依赖自旋的WIMP-核子相互作用截面的最严格的排除限制，对于35-GeV/c(2)的WIMP，在90% c.l下，最小为7.7 x 10(-47) cm(2)

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用XENON100寻找磁性非弹性暗物质
，艾普瑞尔E.，阿尔伯斯J.。, Alfonsi M。Agostini F。Amaro F . D。安东尼·M。Arneodo F。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breur P。布朗,布朗E,并年代,Bruno G。Budnik R, L Buetikofer, Calven J。,卡多佐J·M·R。塞万提斯,Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P。迪Gangi P。迪乔瓦尼。Diglio年代,Eurin G。,范J。,Ferella A . D。Fieguth。,佛朗哥,Fulgione W。罗索A·G。加米,高F。加比尼M, Itay R.， Landsman H.， Lellouch D.， Levinson L.， Manfredini A.， Priel N.，王宏，张勇。et al。 (2017) 宇宙学与天体粒子物理学杂志。 10， 039. 摘要

我们首次在双相氙气时间投影室中搜索暗物质诱导的延迟符合信号，使用XENON100科学运行II的224.6天。这种非常独特的特征是在磁性非弹性暗物质的框架中预测的，该框架被提出来调和DAMA/LIBRA合作报告的调制信号与其他直接探测实验的零结果。在感兴趣的区域内没有发现候选事件，并导出了WIMP磁偶极矩的上限。通过质量为58.0 GeV/c(2)和122.7 GeV/c(2)的WIMPs的磁性非弹性暗物质相互作用来解释DAMA/LIBRA调制信号的方案分别在3.3 sigma和9.3 sigma被排除。

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利用XENON100暗物质探测器对高能核反冲进行有效场论研究
艾普瑞尔，阿尔伯斯，阿戈蒂尼。, Alfonsi M Amaro F . D。安东尼·M。Arneodo F。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breur P。布朗,布朗E,并年代,Bruno G。Budnik R, L Buetikofer, Calven J。,卡多佐J·M·R。塞万提斯,Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P P。迪Gangi G . P。Di Giovanni G . A。Diglio年代,Eurin G。,范J。,Ferella A . D。Fieguth。,Fulgione W。罗索A·G。迪洛韦G . A。高F。Garbini M。盖斯C, Goetzke L·W。格林Z, Grignon C, C。哈斯特罗克,Hogenbirk E,待会,Kaminsky B, Kazama年代,凯斯勒克。基士。,同胞H,朗R·F。Lellouch领导D, L。莱文森,林问,林德曼S。,林德纳,Lombardi F。,洛佩斯J . A . M。Manfredini。,我马里斯。,Undagoitia t·M。Masbou J。,Massoli F . V。马森,Mayani D,墨西拿,Micheneau K, Molinario。,莫拉K, Murra, Naganoma J。,倪K, Oberlack U, Pakarha P, B Pelssers, Persiani R, Piastra F,皮纳尔J。,Pizzella V.， Piro M. -。、Plante G.、Priel N.、Rauch L.、Reichard S.、Reuter C.、Rizzo A.、Rosendahl S.、Rupp N.、dos Santos S. J.、Sartorelli G.、Scheibelhut M.、Schindler S.、Schreiner J.、Schumann M.、Lavina L. S.、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.、Zhang Y.、Farmer B.。et al。 (2017) 物理评论D。 96年, 4， 042004. 摘要

我们报道了使用非相对论有效场论方法在XENON100探测器中搜索弱相互作用大质量粒子(WIMPs)的结果。对科学试验II (34 kg x 224.6活天)的数据进行了重新分析，与之前的分析相比，后坐能量间隔增加了，范围为(6.6-240)keV(nr)。数据被发现是兼容的背景假设。本文采用分形廓似然方法给出了wimp -核子有效算符耦合常数的90%置信水平排除极限。我们还考虑了非弹性WIMP散射的情况，其中入射的WIMP可能向上散射到更高的质量状态，并对该模型设置了排除限制。

(所有作者)
用XENON100寻找氙核的WIMP非弹性散射
艾普瑞尔，阿尔伯斯，阿戈蒂尼。, Alfonsi M Amaro F . D。安东尼·M。Arneodo F。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breur P。布朗,布朗E,并年代,Bruno G。Budnik R, L Buetikofer, Calven J。,卡多佐J·M·R。塞万提斯,Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P P。迪Gangi G . P。Di Giovanni G . A。Diglio年代,Eurin G。,范J。,Ferella A . D。Fieguth。,Fulgione W。罗索A·G。加米,高F。,Garbini M。盖斯C, Goetzke L·W。格林Z, Grignon C。哈斯特罗克C, Hogenbirk E,待R, Kaminsky B, Kazama年代,凯斯勒克。基士。,同胞H,朗R·F。Lellouch领导D, L。莱文森,林问,林德曼S。,林德纳,Lombardi F。,洛佩斯J . A . M。Manfredini。,我马里斯。,Undagoitia t·M。Masbou J。,Massoli F . V。马森,Mayani D,墨西拿,Micheneau K, Molinario。,莫拉K, Murra, Naganoma J。,倪K, Oberlack U, Pakarha P, B Pelssers, Persiani R, Piastra F,皮纳尔J。,Pizzella V。皮罗-。、Plante G.、Priel N.、Rauch L.、Reichard S.、Reuter C.、Rizzo A.、Rosendahl S.、Rupp N.、dos Santos S. J.、Sartorelli G.、Scheibelhut M.、Schindler S.、Schreiner J.、Schumann M.、Lavina L. S.、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.、Zhang Y.。et al。 (2017) 物理评论D。 96年, 2， 22008. 摘要

我们从7.64 x 10(3) kg的XENON100数据中提出了弱相互作用大质量粒子(WIMPs)在核子上的自旋依赖的非弹性散射截面的第一个约束。天。XENON100是一个活动质量为62公斤的双相氙时间投影室，在意大利的格兰萨索国家实验室(LNGS)运行，旨在搜索wimp -核相互作用产生的核反冲。在这里，我们探索了非弹性散射，其中Xe-129转变到低激发态被诱导。实验特征是核反冲与提示失激光子一起观测到。我们没有看到这种非弹性WIMP-Xe-129相互作用的证据。廓形似然分析允许我们在100 GeV/c(2)时，对非弹性、自旋依赖的wmp -核子截面3.3 x 10(-38) cm(2)设置90% c.l的上限。这是迄今为止最具限制性的结果，并为即将到来的更大的双相氙探测器的这种相互作用通道的分析设置了路径。

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XENON100实验中低温蒸馏法在线脱除Rn-222
艾普瑞尔，阿尔伯斯，阿戈蒂尼。、阿方西M.、阿马洛F. D.、安东尼M.、阿内尼奥多F.、巴罗P.、鲍迪斯L.、鲍尔迈斯特B.、贝纳德拉赫曼M. L.、伯格T.、布鲁尔P. A.、布朗A.、布朗E.、布鲁纳S.、布鲁诺G.、巴德尼克R.。et al。 (2017) 欧洲物理杂志; 77年, 6, 358. 摘要

我们描述了用低温蒸馏塔从放射性惰性气体氡的痕量中净化氙。精馏塔被集成到XENON100探测器的气体净化回路中，用于在线除氡。这使我们能够显著降低来自氡辐射的恒定Rn-222背景。在气体回路中插入一个辅助的222Rn发射源后，我们通过监测XENON100检测器内的Rn-222活性浓度，确定了精馏塔的氡还原因子R > 27 (95% c.l)。

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一个模型独立的保障，防止背景错误建模的统计推断
普瑞尔、劳奇、兰兹曼、曼弗雷迪尼、布德尼克。 (2017) 宇宙学与天体粒子物理学杂志。 5， 013. 摘要

我们提出了一个统计推断的保障程序，它提供了对背景错误建模的普遍保护。该方法使用校准数据集中可用的信息，量化并将背景模型的类信号残差纳入似然函数。这可以防止由于未知的错误建模而可能出现的错误发现声明，并纠正因高估或低估背景而造成的限制设置偏差。我们通过三个实际案例研究演示了该方法如何消除不完整背景模型所产生的偏差。
通过低温蒸馏从氙中去除氪到ppq水平
，布德尼克，杜楚妮，伊泰，兰兹曼，莱路，列文森，曼弗雷迪尼。 (2017) 欧洲物理杂志; 77年, 5， 275. 摘要

XENON1T实验的目标是在一个充满3.3吨液态氙的探测器中直接探测暗物质。为了达到期望的灵敏度，探测器内部放射性衰变引起的背景必须足够低。一个主要贡献者是存在于氙中的β -发射器Kr-85。对于XENON1T，需要氙中自然氪的Kr-nat/Xe浓度<200 ppq(每千万亿分之一，1 ppq = 10(-15) mol/mol)。本文介绍了采用常见的McCabe-Thiele法设计、建造和试验新型低温精馏塔。该系统的氪还原系数为6.4。10(5)在工艺速度高于3kg /h时具有热力学稳定性。由此得到的natKr/Xe <26 ppq的浓度是有史以来最低的，几乎比XENON1T的要求低了一个数量级，甚至足以用于未来使用液态氙的暗物质实验，如XENONnT和DARWIN。
使用溶解的氡-220源校准XENON100的结果
，布德尼克，杜楚妮，伊泰，兰兹曼，莱路，列文森，曼弗雷迪尼。 (2017) 物理评论D。 95年, 7， 072008. 摘要

一个Rn-220源部署在XENON100暗物质探测器上，以解决校准吨级液体贵金属探测器的挑战。我们表明，Pb-212 beta发射可以用于低能电子反冲校准，以搜索暗物质。同位素扩散到探测器的整个活动区域，在源关闭后一周内，其活动自然衰减到背景水平以下。在校准后，我们没有发现麻烦的Rn-222背景的活动增加。Alpha发射器也分布在整个探测器，便于校准其对Rn-222的响应。利用Rn-220-Po-216的延迟重合，我们首次绘制了XENON100探测器中粒子的对流运动。此外，我们对Po-212的半衰期进行了竞争性测量，t(1/2) = (293.9 +/- (1.0)(stat) +/- (0.6)(sys)) ns。
4年XENON100数据电子反冲事件率调制的研究
，艾普瑞尔E.，阿尔伯斯J.。, Alfonsi M。Agostini F。Amaro F . D。安东尼·M。Arneodo F。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, Benabderrahmane M . L。伯杰T, Breur P。布朗,布朗E,并年代,Bruno G。Budnik R, L Buetikofer, Calven J。,卡多佐J·M·R。塞万提斯,Cichon D, Coderre D, Colijn A . P。康拉德·J。,Cussonneau J . P。Decowski M . P。de Perio P。迪Gangi P。迪乔瓦尼。Diglio年代,Eurin G。,范J。,Ferella A . D。Fieguth。,佛朗哥,Fulgione W。罗索A·G。加米,高F。加比尼M, Itay R.， Landsman H.， Lellouch D.， Levinson L.， Manfredini A.， Priel N.，王宏，张勇。et al。 (2017) 物理评论快报。 118年, 10， 101101. 摘要

我们报告了从2010年1月到2014年1月4年期间积累的XENON100数据中对电子反冲事件速率调制签名的搜索。采用廓形似然方法，结合XENON100探测器的稳定性和已知的电子反冲背景模型，量化事件时间分布中周期性的重要性。单次散射事件样本在(2.0-5.8)keV的低能区域存在431(-14)(+16)天的弱调制特征，全局显著性为1.9西格玛;然而，没有观察到其他更显著的调制。年调制特征的显著性从先前对该数据子集的分析的2.8西格玛下降到所有数据组合的1.8西格玛。因此，在低能量区域的单散射事件被用来排除DAMA/LIBRA的年度调制，因为暗物质电子通过5.7西格玛的轴向矢量耦合相互作用。

(所有作者)
用XENON100寻找Xe-124的双中微子双电子捕获
，布德尼克，杜楚妮，伊泰，兰兹曼，莱路，列文森，曼弗雷迪尼。 (2017) 物理评论; 95年, 2， 024605. 摘要

双中微子双电子捕获是一种罕见的核衰变，其中两个电子同时从原子壳层捕获。对于Xe-124，这一过程尚未观测到，它的探测将为核矩阵元计算提供新的参考。我们利用来自XENON100暗物质探测器的7636 kg d的数据，从124Xe的K壳层中进行了双中微子双电子捕获。通过贝叶斯分析，我们观察到上述背景没有显著的过量，导致半衰期t -1/2 > 6.5 x 10(20)年的可信度下限为90%。我们还评估了目前正在委托的XENON1T实验的灵敏度，发现暴露2 t年后的灵敏度为t -1/2 > 6.1 x 10(22)年。

2016

在XENON100中使用电离信号搜索低质量暗物质
、布德尼克、杜楚尼、格罗斯、伊泰、兰兹曼、列文森、曼弗雷迪尼。（2016）物理评论D。 94年, 9日, 092001. 摘要

我们使用XENON100探测器在30千克x年的曝光下进行低质量暗物质搜索。通过放弃闪烁信号的要求，只使用电离信号来确定相互作用能，我们将检测核反冲的能量阈值降低到0.7 keV。暗物质探测不能被宣称，因为没有初级闪烁信号就无法构建完整的背景模型。相反，我们在假设每个通过我们选择标准的事件都可能是一个信号事件的情况下，计算了wimp -核子散射截面的上限。利用0.7 keV到9.1 keV的能量区间，我们得出了自旋无关的wimp -核子截面的极限，在90%的置信度水平上排除了质量为6 GeV/c(2)大于1.4 x 10(-41) cm(2)的wimp。
达尔文:迈向终极暗物质探测器
艾伯尔斯，兰兹，布瑞斯金，杜楚夫尼，埃尔达尔，兰兹曼。（2016）宇宙学与天体粒子物理学杂志。 2016年, 11日, 17. 摘要

用液态氙(DARWIN)搜索暗物质弱质量粒子(WImp)将是一项在其核心使用数吨液态氙时间投影室直接探测暗物质的实验。它的主要目标是探索大质量弱相互作用大质量粒子(WIMPs)在大质量范围内的实验可达参数空间，直到中微子与目标的相互作用成为不可约的背景。由粒子在氙中的相互作用引起的提示闪烁光和电荷信号将由VUV敏感的超低背景光电传感器观测。除了对5 GeV/c2以上质量的弱相互作用粒子具有优异的灵敏度外，这种具有大质量、低能量阈值和超低背景水平的探测器对其他罕见相互作用也很敏感。它将寻找太阳轴子、星系类轴子和136Xe的无中微子双β衰变，并测量低能量太阳中微子通量，精度<1%，观察相干中微子-核相互作用，探测星系超新星。我们介绍了DARWIN探测器的概念，讨论了它的物理范围、背景的主要来源以及正在进行的探测器设计和研发工作。

接受的版本
XENON1T暗物质实验的物理范围
阿普瑞尔E，，阿拉齐L。、布雷斯金、布德尼克、杜楚夫尼、格罗斯、伊泰、兰兹曼、列文森、曼弗雷迪尼、普里埃尔。et al。（2016）宇宙学与天体粒子物理学杂志。 2016年, 4， 27. 摘要

XENON1T实验目前在意大利格兰萨索国家实验室处于调试阶段。在这篇文章中，我们研究了实验对自旋无关的wimp -核子相互作用截面的预期敏感性，基于蒙特卡洛预测的电子和核反冲背景。在应用任何选择来区分电子反冲和核反冲之前，1吨基准体积和(1,12)keV电子反冲当量能量区域内的总电子反冲背景为(1.80±0.15)centerdot 10−4 (kgcenterdotdaycenterdotkeV)−1，这主要是由于氙靶内222Rn子粒子的衰变。相应核反冲当量能量区域(4,50)keV的核反冲背景由放射源中子的(0.6±0.1)(tcenterdoty)−1、中微子相干散射的(1.8±0.3)centerdot 10−2 (tcenterdoty)−1和μ子诱导中子的< 0.01 (tcenterdoty)−1组成。将电子和核反冲的沉积能量转换为探测器中看到的闪烁和电离信号后，用廓形似然比方法计算XENON1T的灵敏度。我们考虑了光子和电子发射模型的系统不确定性，以及背景的估计，将其视为有害参数。主要的贡献来自于相对闪烁效率Script Leff，它同时影响来自wimp的信号和核反冲背景。在1t基准体积中测量2年后，灵敏度在mχ = 50 GeV/c2时达到最小横截面为1.6中心点10−47 cm2。

接受的版本
(所有作者)

2015

降低XENON1T暗物质实验光电倍增管的放射性
，阿拉齐·L，贝尔特拉姆·P。、布德尼克、杜楚尼、葛罗斯、伊泰、兰兹曼、莱路、列文森、维特斯。et al。 (2015) 欧洲物理杂志; 75年, 11日, 546. 摘要

低背景，vuv敏感的3英寸直径光电倍增管R11410是由Hamamatsu开发的，用于暗物质直接探测实验，使用液态氙作为目标材料。我们介绍了XENON合作与Hamamatsu公司共同努力的结果，为XENON1T暗物质实验生产了高无线电纯光电传感器(版本R11410-21)。在介绍了光电传感器及其组件之后，我们展示了在光电倍增管生产中使用的个别材料的放射性污染测量的方法和结果。然后我们讨论了所采用的策略，以降低各种PMT版本的放射性。最后，我们详细介绍了用超低背景锗探测器筛选286个管的结果，以及它们对XENON1T实验预期的电子和核反冲背景的影响。

(所有作者)
XENON100电子反冲数据中事件率调制的研究
、阿拉齐、布德尼克、杜楚夫尼、葛罗斯、伊泰、兰兹曼、吕露、李文森。 (2015) 物理评论快报。 115年, 9日, 091302. 摘要

我们用XENON100探测器在2011年2月至2012年3月期间记录的(2-6)keV能量范围内寻找了电子反冲事件率的周期性变化，总共增加了224.6个活天。在详细研究了检测器的稳定性及其在运行期间的背景贡献之后，我们进行了unbinned profile似然分析，以确定任何长达500天的周期性。我们发现所有时期的整体显著性都小于1σ，这表明数据在统计上没有显著的调制。虽然年调制的局域显著性为2.8σ，但对多散射控制样本和调制相位的分析不利于暗物质的解释。DAMA/LIBRA年调制被解释为暗物质特征，具有弱相互作用大质量粒子与电子的轴向矢量耦合，在4.8σ时被排除在外。

2014

用于XENON1T实验的水切伦科夫μ子否决的概念设计和模拟
阿普瑞尔E，阿戈斯蒂尼F，阿方西M。, Arneodo F。Arisaka K。钻,巴兰C。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, behren。,Beltrame P, Bokeloh K, Breskin。,布朗,布朗E,并年代,Bruno G。Budnik R,卡多佐j·M·R。Colijn A . P。孔特雷拉斯H, Cussonneau j . P。Decowski M . P。Duchovni E, Fattori年代,Ferella A . D。Fulgione W, Garbini M。,C。盖斯,Goetzke L·W。Grignon C, E。总值Hampel W,待会,Kaether F。凯斯勒克。基士。,同胞H,朗R·F。勒Calloch C . M。Lellouch领导。Levinson L。利维•C。林德曼S。,林德纳,洛佩斯J . A . M。肺K。Lyashenko。,MacMullin年代,Undagoitia t·M。Masbou J。,Massoli F . V。帕拉斯d·M。费尔南德斯A·J·M。孟Y,墨西拿,Miguez B, Molinario。,Morana G, Murra, Naganoma J。,Oberlack U, Orrigo S E, Pantic E, Persiani R, Piastra F,皮纳尔J。,普兰特G, Priel N, Reichard年代,路透社,里佐,Rosendahl年代,多斯桑托斯S . J . M . F。Sartorelli G,辛德勒年代,妇女不同,舒曼,Lavina L . S。谢维，夏金，沈根，泰莫里安，德瑟斯，提赛尼，高廷彻，维泰尔斯，王华，韦伯，温海默。et al。 (2014) 仪器仪表杂志。 9日, 摘要

XENON是一个暗物质直接探测项目，由一个充满液态氙作为探测介质的时间投影室(TPC)组成。下一代探测器XENON1T的建造目前正在意大利的格兰萨索国家实验室(LNGS)进行。它的目标是对WIMP质量约为50 GeV/c(2)的自旋独立截面的灵敏度为2.10(47)cm(2)，这需要比当前一代的XENON100探测器的背景降低两个数量级。能够标记μ子和μ子诱导背景的主动系统对于实现这一目标至关重要。因此研制出了高度和直径约10米的水切伦科夫探测器，配备了8英寸光电倍增管，并被反射箔包覆。本文介绍了该探测器的设计和优化研究，并进行了一系列蒙特卡罗模拟。μ子否决将达到非常高的μ子探测效率(> 99.5%)和岩石中μ子相互作用产生的次级粒子雨(> 70%)。XENON1T的升级版XENONnT也将获得类似的效率，之后将WIMP灵敏度提高一个数量级。利用这里研究的切伦科夫水盾，来自XENON1T中μ子诱导中子的背景可以忽略不计。

(所有作者)
XENON100实验的第一个轴子结果
阿普瑞尔E，阿戈斯蒂尼F，阿方西M。Arisaka K。Arneodo F。,钻,巴兰C。巴罗P, Baudis L, Bauermeister B, behren。,Beltrame P, Bokeloh K。布朗,布朗E,并年代,Bruno G。Budnik R,卡多佐J。,Colijn。,孔特雷拉斯H, Cussonneau J。,Decowski, Duchovni E, Fattori年代,Ferella。,Fulgione W, F。,Garbini M。,C。盖斯,Goetzke L, Grignon C, E。总值Hampel W,待会,Kaether F。凯斯勒克。基士。,同胞H,朗,Le Calloch C . M。Lellouch领导,莱维C,林德曼S。,林德纳M。Lopes J。,肺K, Lyashenko, MacMullin年代,Undagoitia T, Masbou J。,Massoli F。帕拉斯,费尔南德斯,孟Y,墨西拿,Miguez B, Molinario。,Murra, Naganoma J。,倪K, Oberlack U, Orrigo年代,Pantic E, Persiani R, Piastra F,皮纳尔J。,普兰特G, Priel N, Reichard年代,路透社,里佐,Rosendahl年代,多斯桑托斯S . J。Sartorelli G,辛德勒年代,妇女不同,舒曼,Lavina L, M Selvi, Shagin P, Simgen H, Teymourian。,然后,Tiseni。,Trinchero G。王海龙，王海龙，王海龙。et al。 (2014) 物理评论D。 90年, 6, 62009. 摘要

我们提出了用XENON100实验搜索轴子和类轴子粒子的第一个结果。利用液态氙中的轴电效应，研究了轴电子耦合常数g(Ae)。对224.6活天x 34公斤暴露的剖面似然分析显示，没有证据表明存在信号。通过在太阳轴子搜索中拒绝大于7.7 x 10(-12) (90% c l)的g(Ae)，我们对这种耦合设定了迄今为止的最佳限制。在DFSZ和KSVZ模型的框架中，我们分别排除了重于0.3 eV/c(2)和80 eV/c(2)的QCD轴子。对于类轴子粒子，假设它们构成了我们星系中暗物质的全部丰度，对于质量在5到10 keV/c(2)之间的粒子，我们限制gAe低于1 x 10(-12) (90% c.l)。

接受的版本
(所有作者)
单电子电荷信号在XENON100实验中的观测与应用
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。Arneodo F。巴兰C。,Baudis L, Bauermeister B, behren。,Beltrame P, Bokeloh K。布朗,布朗E。并年代,Bruno G。Budnik R,卡多佐J·M·R。W。陈,崔B, Colijn A . P。孔特雷拉斯H, Cussonneau J . P。Decowski M . P。Duchovni E, Fattori年代,Ferella A . D。Fulgione W, F。,Garbini M。,C•盖,Giboni K, Goetzke L·W。Grignon C, E。总值Hampel W,待会,Kaether F。凯斯勒克。基士。,Lamblin J。,同胞H,朗R·F。勒Calloch C . M。莱维C, Lim K . E。林问,林德曼S。,林德纳,洛佩斯J . A . M。肺K。Undagoitia t·M。Massoli F . V。费尔南德斯A·J·M。孟Y,墨西拿,Molinario。,Naganoma J。,倪K, Oberlack U, Orrigo S E, Pantic E, Persiani R, Piastra F, G。普兰特,Priel N,里佐,Rosendahl年代,多斯桑托斯S . J . M . F。Sartorelli G,称J。,舒曼,Lavina l . S。Selvi, Shagin P, Simgen H, Teymourian。,然后,Vitells O,王H。M。韦伯,Weinheimer C。et al。 (2014) 物理杂志g核与粒子物理。 41， 3. 35201. 摘要

XENON100暗物质实验使用时间投影室(TPC)中的液态氙来测量暗物质弱相互作用大质量粒子(WIMPs)散射引起的氙核反冲。在本文中，我们报道了与WIMP相互作用无关的单电子电荷信号的观测。这些信号显示了探测器对小电荷信号的出色灵敏度，解释为由于液态氙中的杂质和TPC内部的金属成分的光离。它们被用作唯一的校准源来表征检测器。我们解释了如何推断XENON100实验的关键参数:二次闪烁增益，从液体到气相的萃取收率和电子漂移速度。

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XENON100暗物质搜索数据分析
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。Arneodo F。巴兰C。,Baudis L, behren。,Beltrame P, Bokeloh K。布朗E。Bruno G。Budnik R,卡多佐J。,陈W。崔B, Cline,孔特雷拉斯H, Cussonneau J。,Decowski, Duchovni E, Fattorii年代,Ferella。,Fulgione W, F。,Garbini, Giboni K, Goetzke L, Grignon C, E。总值Hampel W,基士,Lamblin J。,同胞H,朗,Le Calloch C . M。莱维C, Lim K,林问,林德曼S。,林德纳,洛佩斯J。,肺K。Undagoitia T, Massoli F。梅Y。费尔南德斯。,孟Y.、Molinario A.、Nativ E.、Ni K.、Oberlack U.、Orrigo S.、Pantic E.、Persiani R.、Plante G.、Priel N.、Rizzo A.、Rosendahl S.、dos Santos S.、Sartorelli G.、Schreiner J.、Schumann M.、Lavina L.、Scovell P.、Selvi M.、Shagin P.、Simgen H.、Teymourian A.、Thers D.、Vitells O.、Wang H.、Weber M.、Weinheimer C.。et al。 (2014) 天体粒子物理学。 54岁的 p。11-24 摘要

位于格兰萨索国家实验室的XENON100实验旨在直接探测暗物质的弱相互作用大质量粒子(WIMPs)形式，基于它们在超低背景双相时间投影室中与氙核的相互作用。本文介绍了xenon100数据分析的一般方法。这些方法已经在100.9天和224.6天的实验中得到了自旋无关弹性、自旋无关弹性和非弹性wimp -核子截面的结果。(C) 2013 Elsevier B.V.版权所有。

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2013

XENON100暗物质搜索实验的中子背景
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。、阿尼奥多·F.、巴兰·C.、鲍迪斯·L.、鲍尔迈斯特·B.、贝伦斯·A.、贝尔特拉姆·P.、博克罗·K.、布朗·A.、布朗·E.、布鲁诺·G.、布德尼克·R.、卡多索·j·m·R.、陈伟文、崔波·B.、柯林·A·P.、孔特拉斯·H.。et al。 (2013) 物理杂志g核与粒子物理。 40岁, 11日, 摘要

xenon100实验安装在Gran Sasso实验室的地下，旨在通过氙核的弹性散射直接探测弱相互作用大质量粒子(WIMPs)形式的暗物质。本文研究了实验的核反冲背景，考虑了探测器和屏蔽材料中自然放射性引起的(α， n)反应和自发裂变的中子背景，以及μ子诱导的中子。基于MonteCarlo模拟并使用所有探测器组件的测量放射性污染，我们预测了2011年和2012年xenon100实验发表的WIMP搜索结果的核反冲背景，分别为0.11(-0.04)(+0.08)事件和0.17(-0.07)(+0.12)事件，并得出结论，它们不限制实验的灵敏度。

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来自225天的XENON100数据的自旋依赖wimp -核子截面的限制
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。、阿尼奥多·F.、巴兰·C.、鲍迪斯·L.、鲍尔迈斯特·B.、贝伦斯·A.、贝尔特拉姆·P.、博克罗·K.、布朗·A.、布朗·E.、布鲁诺·G.、巴德尼克·R.、卡多索·j·m·R.、陈伟。，蔡波，柯林，李永明，李永明。et al。 (2013) 物理评论快报。 111年, 2，摘要

利用意大利格兰萨索国家实验室XENON100实验的最新数据，我们提出了弹性、自旋依赖的wimp -核子截面的新实验约束。对2011年和2012年期间获得的224.6天x 34公斤暴露的分析显示，由于轴向矢量WIMP与Xe-129和Xe-131核的相互作用，没有多余的信号。这导致了WIMP质量高于6 GeV/c(2)的WIMP-中子截面的最严格上限，在90%的置信度水平下，WIMP质量为45 GeV/c(2)时，最小截面为3.5 x 10(-40) cm(2)。

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XENON100暗物质探测器对核反冲的响应
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。、阿尼奥多·F.、巴兰·C.、鲍迪斯·L.、鲍尔迈斯特·B.、贝伦斯·A.、贝尔特拉姆·P.、博克罗·K.、布朗·A.、布朗·E.、布鲁纳·S.、布鲁诺·G.、巴德尼克·R.、卡多索·j·m·R.、陈伟。，蔡斌，柯林。et al。 (2013) 物理评论D。 88年, 1，摘要

本文介绍了安装在意大利格兰萨索国家实验室地下的XENON100暗物质探测器的核反冲校准结果。将外部AmB(241)e中子源的测量数据与详细的蒙特卡罗模拟进行了比较，该模拟用于提取能量依赖的电荷产额Q(y)和相对闪烁效率L-eff。在两个可观测信号通道(闪烁S1和电离s2)中都达到了非常好的绝对光谱匹配水平，并且在二维粒子辨别空间中一致。该结果证实了先前报道的XENON100实验暗物质搜索中衍生信号接受的有效性。

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2012

用于检测液-氙闪烁的混合式多微图气体光电倍增管
杜瓦尔，阿拉齐，布雷斯金。、布德尼克、陈伟、卡德纳、柯英布拉、柯德西、卡纳尔、库索诺、唐纳德、兰布林、勒麦尔、勒雷、洛普斯、哈迪、莫多、奥格尔、多斯桑托斯。et al。 (2012) 物理研究a辑中的核仪器与方法，加速器，分光计，探测器及相关设备。 695年, p . 163 - 167 摘要

气体光电倍增管(GPM)是真空光电倍增管的一种很有前途的替代品，特别是在功能核医学成像和直接暗物质探测领域的大尺寸高贵液体探测器。我们介绍了由三种微模式气体结构(厚气体电子倍增器(THGEM)、平行电离倍增器(PIM)和微网格气体结构(MICROMEGAS)组成的混合gpm的最新表征结果，工作在Ne/CF4(90:10)中。在这种混合物中记录了接近10(7)的增益值，在1100 mbar下，在室温和液态氙(T=171 K)下，都有5.9个关键x射线。从闪烁检测的角度讨论了结果。虽然目前的乘子是在没有光电阴极的情况下研究的，但在低温条件下，从CsI uv光电阴极中光萃取的互补结果是Ne/CH4(95:5)和CH4。(C) 2011 Elsevier B.V.版权所有。

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XENON100实验的分布式慢速控制系统
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。、阿尼奥多·F.、巴兰·C.、鲍迪斯·L.、贝伦斯·A.、贝尔特拉姆·P.、博克罗·K.、布朗·E.、布鲁诺·g·M.、布德尼克·R.、勒卡洛克·C·M.、卡多索·j·M.、陈伟。-.李国强，李国强，李国强。德考斯基，m.p.。et al。 (2012) 仪器仪表杂志。 7，摘要

在意大利格兰萨索国家实验室(LNGS)进行的XENON100实验，旨在使用双相时间投影室，在液体氙体积内寻找暗物质相互作用的证据。本文介绍了实验中的慢速控制系统(SCS)，重点介绍了该系统的分布式结构、模块化和可扩展性。系统软件按照面向对象编程原则进行设计，采用Java语言进行编码，在实验调试过程中提高了代码的可重用性和最大的灵活性。自2008年年中以来，SCS一直在持续监测XENON100探测器，远程实时记录几十台仪器上的数百个参数，并为最重要的变量设置紧急警报。

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来自225天XENON100数据的暗物质结果
阿普瑞尔E，阿方西M，李珊珊K。、阿尼奥多·F.、巴兰·C.、鲍迪斯·L.、鲍尔迈斯特·B.、贝伦斯·A.、贝尔特拉姆·P.、博克罗·K.、布朗·E.、布鲁诺·G.、布德尼克·R.、卡多索·j·m·R.、陈伟。，蔡斌，克莱恩·D，柯林·a·P，孔特雷拉斯·H。et al。 (2012) 物理评论快报。 109年, 18，摘要

我们报道了在2011年至2012年期间，在格兰萨索国家实验室进行了13个月的XENON100实验对粒子暗物质的搜索。XENON100在感兴趣的能量区域具有(5.3 +/- 0.6)X 10(-3)个事件/(keV(ee) X kg X天)的超低电磁背景。对224:6活天X 34公斤暴露的盲分析没有得出暗物质相互作用的证据。在6.6-30.5 keV(nr)预定的核反冲能量范围内观测到的两个候选事件与(1.0 +/- 0.2)事件的背景预期一致。使用6.6-43.3 keV(nr)能量范围的廓形似然分析对8 GeV/c(2)以上弱相互作用大质量粒子质量的自旋独立弹性弱相互作用大质量粒子-核子散射截面设定了最严格的限制，在55 GeV/c(2)和90%的置信水平下，最小为2 X 10(-45) cm(2)。

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2011

用于RICH和高贵液体探测器的CsI-THGEM气体光电倍增管
布雷斯金A，佩斯科夫V，科特西M。、布德尼克、切奇克、杜瓦尔、瑟斯、科英布拉、多斯·桑托斯、洛佩斯、阿泽维多、维罗索。et al。 (2011) 物理研究a辑中的核仪器与方法，加速器，分光计，探测器及相关设备。 639年, 1， p . 117 - 120 摘要

综述了由sic涂层THGEM电子倍增器组成的紫外光子成像探测器的性能。本文介绍了稀有液体中切伦科夫光(RICH)和闪烁光子探测的新结果。(C) 2010 Elsevier B.V.版权所有。

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液体-氙微图气体紫外光电倍增管的工作
杜瓦尔，布雷斯金，布德尼克。、陈文涛、胡嘉德、柯德西、库索诺、唐纳德、兰布林、乐雷、莫多、欧格尔、施图兹曼、瑟斯。et al。 (2011) 仪器仪表杂志。 6, P04007。摘要

介绍了一种通过MgF(2)窗口耦合到液氙闪烁器的紫外敏感气体光电倍增管(GPM)的工作结果。它由一个反射CsI光电阴极沉积在一个厚气体电子倍增器(THGEM)上;进一步的倍增阶段是第二个THGEM或平行电离倍增器(PIM)，然后是micro - cromesh气体结构(MICROMEGAS)。GPM在不凝性气体混合物的气体流动模式下工作。在173 K的软x射线下，用csi涂层的双thgem探测器在Ne/CH(4)(95:5)， Ne/CF(4)(95:5)和Ne/CH(4)/CF(4)(90:5:5)中测量了10(4)的增益。本文首次用He/CH(4)(92.5:7.5)中的双THGEM GPM和Ne/CH(4)(90:10)中的三结构THGEM/PIM/MICROMEGAS GPM测量了液态氙中α粒子诱导的闪烁信号。

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2010

相对论辐射介导的冲击
布德尼克，布凯兹，萨吉夫，韦克斯曼。 (2010) 天体物理学杂志》上。 725年, 1， p . 63 - 90 摘要

计算和分析了相对论辐射介导激波在冷电子-质子等离子体中的传播结构。对相对论性和非相对论性冲击的物理进行了定性讨论，包括对相关温度和长度尺度的数量级估计。给出了激波洛伦兹因子Gamma(u)在6范围内的详细数值解
快速辐射冲击和超新星冲击爆发
卡茨·布德尼克·r·韦克斯曼·E。 (2010) 天体物理学杂志》上。 716年, 1， p . 781 - 791 摘要

我们提出了一个简单的非相对论性和相对论性辐射冲击结构的分析模型。当激波速度beta(s) = v(s)/c大于或接近0.1时，激波跃迁区远未达到热平衡，因为跃迁穿越时间太短，无法产生黑体光子密度(通过轫致辐射)。在该区域，电子和光子(和正电子)在温度T(s)显著超过远下游温度时处于康普顿(对)平衡，T(s) >> T(d)近似于2(ε n(u)h(3)c(3))(1/4)。T(s) >= 10 keV时激波速度beta(s)接近0.2。在更高的速度下，β (s)大于或接近0.6时，等离子体在过渡区以e(+/-)对为主，小于或接近T(s)小于或接近200kev为60 keV。我们认为，在蓝超巨星和Wolf-Rayet恒星的恒星包层(或周围的风)爆发超新星(SN)冲击期间发射的光谱，对于合理的恒星参数，达到beta(s) > 0.1，可能包括光子能量达到数十甚至数百keV的硬成分。我们的爆发分析仅限于温度T(s)小于或类似于50 keV，对应于光子能量h nu小于或类似于150 keV，其中可以忽略对的产生。这可能解释了与SN2008D相关的x射线爆发，也可能解释了其他光谱不超过100 keV的sn相关爆发(例如，XRF060218/SN2006aj)。

2009

uhecr的产能率和发电谱
卡茨·布德尼克·r·韦克斯曼·E。 (2009) 宇宙学与天体粒子物理学杂志。 3. 摘要

我们推导了在模型中预测的超高能宇宙射线(UHECRs)的通量和光谱的简单解析表达式，其中CRs是由银河系外源产生的质子。对于CR产生率随红移和能量的幂律缩放，d(n) /点/d α - ε (- α)(1+ z)(m)，我们的结果在高能量(> 10(18.7)eV)下是准确的，优于15%，提供了一种简单直接的方法，可以从观测到的通量推断d(n) /点/d ε (ε)。我们表明，目前对UHECR光谱的测量，包括最新的俄歇数据，意味着epsilon(2) d(n)除以点/d epsilon(z = 0) = (0.45 +/- 0.15)(alpha-1) x 10(44) erg Mpc(-3) yr(-1)在epsilon > 10(19.5)eV, alpha大致限制在2小于或类似于alpha <2.7。不确定度主要由实验测定单个CR事件能量时的系统误差和统计误差决定，(δ ε / ε)(sys)近似于(δ ε / ε)(stat)近似于20%。在较低的能量下，d(n)除以点/d是不确定的，因为未知的银河贡献。在一些简单的模型中，阿尔法近似或等于2，从星系源到星系外源的转变发生在类似于10(19)eV的“脚踝”ε处，这与数据是一致的。在较低能量发生跃迁的模型中，需要高度的微调和陡峭的光谱，α相似或等于2.7，这是数据所不赞成的。我们指出，在缺乏精确的成分测量的情况下，(所有粒子)能量谱不能单独用于推断银河系和银河系外贡献的详细光谱形状。

2008

来自跨相对论超新星的宇宙射线
布德尼克，卡茨，麦克法丁，韦克斯曼。 (2008) 天体物理学杂志》上。 673年, 2， p . 928 - 933 摘要

我们推导出类似于10(15)到10(18)eV的宇宙射线源必须满足的约束条件，假设源是银河系的。我们表明，虽然这些约束不满足于普通超新星(SNe)，它们被认为是小于或类似于10(15)eV宇宙射线的来源，但它们可能满足于最近发现的反相对论超新星(TRSNe)，它们与伽马射线爆发有关。我们将TRSNe定义为将动能的很大一部分f(R) > 10(-2)沉积在轻度相对论性的伽马β > 1喷出物中的SNe。高速喷射物使粒子加速度接近10(18)eV，而f(R)的大值(与普通SNe接近10(-7)eV的fR相比)确保了如果TRSNe产生观测到的类似10(18)eV的宇宙射线通量，它们不会在较低能量下产生过量的通量。结合TRSNe的估计速率和能量产生，这意味着银河系TRSNe可能是能量高达10(18)eV的宇宙射线的来源。