Cover Image

First constraint for atmospheric millicharged particles with the LUX-ZEPLIN experiment

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	Aalbers, J., Akerib, D. S., Musalhi, A. K. Al, Alder, F., Amarasinghe, C. S., Ames, A., Anderson, T. J., Angelides, N., Araújo, H. M., Armstrong, J. E., Arthurs, M., Baker, A., Balashov, S., Bang, J., Bargemann, J. W., Barillier, E. E., Bauer, D., Beattie, K., Benson, T., Bhatti, A., Biekert, A., Biesiadzinski, T. P., Birch, H. J., Bishop, E., Blockinger, G. M., Boxer, B., Brew, C. A. J., Brás, P., Burdin, S., Buuck, M., Carmona-Benitez, M. C., Carter, M., Chawla, A., Chen, H., Cherwinka, J. J., Chin, Y. T., Chott, N. I., Converse, M. V., Coronel, R., Cottle, A., Cox, G., Curran, D., Dahl, C. E., Darlington, I., Dave, S., David, A., Delgaudio, J., Dey, S., de Viveiros, L., Di Felice, L., Ding, C., Dobson, J. E. Y., Druszkiewicz, E., Dubey, S., Eriksen, S. R., Fan, A., Fayer, S., Fearon, N. M., Fieldhouse, N., Fiorucci, S., Flaecher, H., Fraser, E. D., Fruth, T. M. A., Gaitskell, R. J., Geffre, A., Genovesi, J., Ghag, C., Ghosh, A., Gibbons, R., Gokhale, S., Green, J., van der Grinten, M. G. D., Haiston, J. J., Hall, C. R., Hall, T. J., Han, S., Hartigan-O'Connor, E., Haselschwardt, S. J., Hernandez, M. A., Hertel, S. A., Heuermann, G., Homenides, G. J., Horn, M., Huang, D. Q., Hunt, D., Jacquet, E., James, R. S., Johnson, J., Kaboth, A. C., Kamaha, A. C., K., Meghna K., Khaitan, D., Khazov, A., Khurana, I., Kim, J., Kim, Y. D., Kingston, J., Kirk, R., Kodroff, D., Korley, L., Korolkova, E. V., Kraus, H., Kravitz, S., Kreczko, L., Kudryavtsev, V. A., Lawes, C., Leonard, D. S., Lesko, K. T., Levy, C., Lin, J., Lindote, A., Lippincott, W. H., Lopes, M. I., Lorenzon, W., Lu, C., Luitz, S., Majewski, P. A., Manalaysay, A., Mannino, R. L., Maupin, C., McCarthy, M. E., McDowell, G., McKinsey, D. N., McLaughlin, J., McLaughlin, J. B., McMonigle, R., Mizrachi, E., Monte, A., Monzani, M. E., Mendoza, J. D. Morales, Morrison, E., Mount, B. J., Murdy, M., Murphy, A. St. J., Naylor, A., Nelson, H. N., Neves, F., Nguyen, A., O'Brien, C. L., Olcina, I., Oliver-Mallory, K. C., Orpwood, J., Oyulmaz, K. Y, Palladino, K. J., Palmer, J., Pannifer, N. J., Parveen, N., Patton, S. J., Penning, B., Pereira, G., Perry, E., Pershing, T., Piepke, A., Qie, Y., Reichenbacher, J., Rhyne, C. A., Richards, A., Riffard, Q., Rischbieter, G. R. C., Ritchey, E., Riyat, H. S., Rosero, R., Rushton, T., Rynders, D., Santone, D., Sazzad, A. B. M. R., Schnee, R. W., Sehr, G., Shafer, B., Shaw, S., Shutt, T., Silk, J. J., Silva, C., Sinev, G., Siniscalco, J., Smith, R., Solovov, V. N., Sorensen, P., Soria, J., Stancu, I., Stevens, A., Stifter, K., Suerfu, B., Sumner, T. J., Szydagis, M., Tiedt, D. R., Timalsina, M., Tong, Z., Tovey, D. R., Tranter, J., Trask, M., Tripathi, M., Usón, A., Vacheret, A., Vaitkus, A. C., Valentino, O., Velan, V., Wang, A., Wang, J. J., Wang, Y., Watson, J. R., Weeldreyer, L., Whitis, T. J., Wild, K., Williams, M., Wisniewski, W. J., Wolf, L., Wolfs, F. L. H., Woodford, S., Woodward, D., Wright, C. J., Xia, Q., Xu, J., Xu, Y., Yeh, M., Yeum, D., Zha, W., Zweig, E. A.
Format:	Preprint
Published:	2024
Subjects:	High Energy Physics - Experiment
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866918062678081536
author	Aalbers, J. Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araújo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Bauer, D. Beattie, K. Benson, T. Bhatti, A. Biekert, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Buuck, M. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Cherwinka, J. J. Chin, Y. T. Chott, N. I. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. Darlington, I. Dave, S. David, A. Delgaudio, J. Dey, S. de Viveiros, L. Di Felice, L. Ding, C. Dobson, J. E. Y. Druszkiewicz, E. Dubey, S. Eriksen, S. R. Fan, A. Fayer, S. Fearon, N. M. Fieldhouse, N. Fiorucci, S. Flaecher, H. Fraser, E. D. Fruth, T. M. A. Gaitskell, R. J. Geffre, A. Genovesi, J. Ghag, C. Ghosh, A. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. J. Han, S. Hartigan-O'Connor, E. Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Heuermann, G. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. Johnson, J. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. K., Meghna K. Khaitan, D. Khazov, A. Khurana, I. Kim, J. Kim, Y. D. Kingston, J. Kirk, R. Kodroff, D. Korley, L. Korolkova, E. V. Kraus, H. Kravitz, S. Kreczko, L. Kudryavtsev, V. A. Lawes, C. Leonard, D. S. Lesko, K. T. Levy, C. Lin, J. Lindote, A. Lippincott, W. H. Lopes, M. I. Lorenzon, W. Lu, C. Luitz, S. Majewski, P. A. Manalaysay, A. Mannino, R. L. Maupin, C. McCarthy, M. E. McDowell, G. McKinsey, D. N. McLaughlin, J. McLaughlin, J. B. McMonigle, R. Mizrachi, E. Monte, A. Monzani, M. E. Mendoza, J. D. Morales Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. Naylor, A. Nelson, H. N. Neves, F. Nguyen, A. O'Brien, C. L. Olcina, I. Oliver-Mallory, K. C. Orpwood, J. Oyulmaz, K. Y Palladino, K. J. Palmer, J. Pannifer, N. J. Parveen, N. Patton, S. J. Penning, B. Pereira, G. Perry, E. Pershing, T. Piepke, A. Qie, Y. Reichenbacher, J. Rhyne, C. A. Richards, A. Riffard, Q. Rischbieter, G. R. C. Ritchey, E. Riyat, H. S. Rosero, R. Rushton, T. Rynders, D. Santone, D. Sazzad, A. B. M. R. Schnee, R. W. Sehr, G. Shafer, B. Shaw, S. Shutt, T. Silk, J. J. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Smith, R. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Stancu, I. Stevens, A. Stifter, K. Suerfu, B. Sumner, T. J. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Timalsina, M. Tong, Z. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Tripathi, M. Usón, A. Vacheret, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. Watson, J. R. Weeldreyer, L. Whitis, T. J. Wild, K. Williams, M. Wisniewski, W. J. Wolf, L. Wolfs, F. L. H. Woodford, S. Woodward, D. Wright, C. J. Xia, Q. Xu, J. Xu, Y. Yeh, M. Yeum, D. Zha, W. Zweig, E. A.
author_facet	Aalbers, J. Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araújo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Bauer, D. Beattie, K. Benson, T. Bhatti, A. Biekert, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Buuck, M. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Cherwinka, J. J. Chin, Y. T. Chott, N. I. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. Darlington, I. Dave, S. David, A. Delgaudio, J. Dey, S. de Viveiros, L. Di Felice, L. Ding, C. Dobson, J. E. Y. Druszkiewicz, E. Dubey, S. Eriksen, S. R. Fan, A. Fayer, S. Fearon, N. M. Fieldhouse, N. Fiorucci, S. Flaecher, H. Fraser, E. D. Fruth, T. M. A. Gaitskell, R. J. Geffre, A. Genovesi, J. Ghag, C. Ghosh, A. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. J. Han, S. Hartigan-O'Connor, E. Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Heuermann, G. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. Johnson, J. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. K., Meghna K. Khaitan, D. Khazov, A. Khurana, I. Kim, J. Kim, Y. D. Kingston, J. Kirk, R. Kodroff, D. Korley, L. Korolkova, E. V. Kraus, H. Kravitz, S. Kreczko, L. Kudryavtsev, V. A. Lawes, C. Leonard, D. S. Lesko, K. T. Levy, C. Lin, J. Lindote, A. Lippincott, W. H. Lopes, M. I. Lorenzon, W. Lu, C. Luitz, S. Majewski, P. A. Manalaysay, A. Mannino, R. L. Maupin, C. McCarthy, M. E. McDowell, G. McKinsey, D. N. McLaughlin, J. McLaughlin, J. B. McMonigle, R. Mizrachi, E. Monte, A. Monzani, M. E. Mendoza, J. D. Morales Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. Naylor, A. Nelson, H. N. Neves, F. Nguyen, A. O'Brien, C. L. Olcina, I. Oliver-Mallory, K. C. Orpwood, J. Oyulmaz, K. Y Palladino, K. J. Palmer, J. Pannifer, N. J. Parveen, N. Patton, S. J. Penning, B. Pereira, G. Perry, E. Pershing, T. Piepke, A. Qie, Y. Reichenbacher, J. Rhyne, C. A. Richards, A. Riffard, Q. Rischbieter, G. R. C. Ritchey, E. Riyat, H. S. Rosero, R. Rushton, T. Rynders, D. Santone, D. Sazzad, A. B. M. R. Schnee, R. W. Sehr, G. Shafer, B. Shaw, S. Shutt, T. Silk, J. J. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Smith, R. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Stancu, I. Stevens, A. Stifter, K. Suerfu, B. Sumner, T. J. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Timalsina, M. Tong, Z. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Tripathi, M. Usón, A. Vacheret, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. Watson, J. R. Weeldreyer, L. Whitis, T. J. Wild, K. Williams, M. Wisniewski, W. J. Wolf, L. Wolfs, F. L. H. Woodford, S. Woodward, D. Wright, C. J. Xia, Q. Xu, J. Xu, Y. Yeh, M. Yeum, D. Zha, W. Zweig, E. A.
contents	We report on a search for millicharged particles (mCPs) produced in cosmic ray proton atmospheric interactions using data collected during the first science run of the LUX-ZEPLIN experiment. The mCPs produced by two processes -- meson decay and proton bremsstrahlung -- are considered in this study. This search utilized a novel signature unique to liquid xenon (LXe) time projection chambers (TPCs), allowing sensitivity to mCPs with masses ranging from 10 to 1000 MeV/c$^2$ and fractional charges between 0.001 and 0.02 of the electron charge e. With an exposure of 60 live days and a 5.5 tonne fiducial mass, we observed no significant excess over background. This represents the first experimental search for atmospheric mCPs and the first search for mCPs using an underground LXe experiment.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2412_04854
institution	arXiv
publishDate	2024
record_format	arxiv
spellingShingle	First constraint for atmospheric millicharged particles with the LUX-ZEPLIN experiment Aalbers, J. Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araújo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Bauer, D. Beattie, K. Benson, T. Bhatti, A. Biekert, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Buuck, M. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Cherwinka, J. J. Chin, Y. T. Chott, N. I. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. Darlington, I. Dave, S. David, A. Delgaudio, J. Dey, S. de Viveiros, L. Di Felice, L. Ding, C. Dobson, J. E. Y. Druszkiewicz, E. Dubey, S. Eriksen, S. R. Fan, A. Fayer, S. Fearon, N. M. Fieldhouse, N. Fiorucci, S. Flaecher, H. Fraser, E. D. Fruth, T. M. A. Gaitskell, R. J. Geffre, A. Genovesi, J. Ghag, C. Ghosh, A. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. J. Han, S. Hartigan-O'Connor, E. Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Heuermann, G. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. Johnson, J. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. K., Meghna K. Khaitan, D. Khazov, A. Khurana, I. Kim, J. Kim, Y. D. Kingston, J. Kirk, R. Kodroff, D. Korley, L. Korolkova, E. V. Kraus, H. Kravitz, S. Kreczko, L. Kudryavtsev, V. A. Lawes, C. Leonard, D. S. Lesko, K. T. Levy, C. Lin, J. Lindote, A. Lippincott, W. H. Lopes, M. I. Lorenzon, W. Lu, C. Luitz, S. Majewski, P. A. Manalaysay, A. Mannino, R. L. Maupin, C. McCarthy, M. E. McDowell, G. McKinsey, D. N. McLaughlin, J. McLaughlin, J. B. McMonigle, R. Mizrachi, E. Monte, A. Monzani, M. E. Mendoza, J. D. Morales Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. Naylor, A. Nelson, H. N. Neves, F. Nguyen, A. O'Brien, C. L. Olcina, I. Oliver-Mallory, K. C. Orpwood, J. Oyulmaz, K. Y Palladino, K. J. Palmer, J. Pannifer, N. J. Parveen, N. Patton, S. J. Penning, B. Pereira, G. Perry, E. Pershing, T. Piepke, A. Qie, Y. Reichenbacher, J. Rhyne, C. A. Richards, A. Riffard, Q. Rischbieter, G. R. C. Ritchey, E. Riyat, H. S. Rosero, R. Rushton, T. Rynders, D. Santone, D. Sazzad, A. B. M. R. Schnee, R. W. Sehr, G. Shafer, B. Shaw, S. Shutt, T. Silk, J. J. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Smith, R. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Stancu, I. Stevens, A. Stifter, K. Suerfu, B. Sumner, T. J. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Timalsina, M. Tong, Z. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Tripathi, M. Usón, A. Vacheret, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. Watson, J. R. Weeldreyer, L. Whitis, T. J. Wild, K. Williams, M. Wisniewski, W. J. Wolf, L. Wolfs, F. L. H. Woodford, S. Woodward, D. Wright, C. J. Xia, Q. Xu, J. Xu, Y. Yeh, M. Yeum, D. Zha, W. Zweig, E. A. High Energy Physics - Experiment We report on a search for millicharged particles (mCPs) produced in cosmic ray proton atmospheric interactions using data collected during the first science run of the LUX-ZEPLIN experiment. The mCPs produced by two processes -- meson decay and proton bremsstrahlung -- are considered in this study. This search utilized a novel signature unique to liquid xenon (LXe) time projection chambers (TPCs), allowing sensitivity to mCPs with masses ranging from 10 to 1000 MeV/c$^2$ and fractional charges between 0.001 and 0.02 of the electron charge e. With an exposure of 60 live days and a 5.5 tonne fiducial mass, we observed no significant excess over background. This represents the first experimental search for atmospheric mCPs and the first search for mCPs using an underground LXe experiment.
title	First constraint for atmospheric millicharged particles with the LUX-ZEPLIN experiment
topic	High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2412.04854