Copertina

New constraints on cosmic ray-boosted dark matter from the LUX-ZEPLIN experiment

Fuente: arXiv

Salvato in:

Dettagli Bibliografici
Autori principali:	Aalbers, J., Akerib, D. S., Musalhi, A. K. Al, Alder, F., Amarasinghe, C. S., Ames, A., Anderson, T. J., Angelides, N., Araujo, H. M., Armstrong, J. E., Arthurs, M., Baker, A., Balashov, S., Bang, J., Bargemann, J. W., Barillier, E. E., Beattie, K., Bhatti, A., Biekert, A., Biesiadzinski, T. P., Birch, H. J., Bishop, E., Blockinger, G. M., Boxer, B., Brew, C. A. J., Bras, P., Burdin, S., Buuck, M., Carmona-Benitez, M. C., Carter, M., Chawla, A., Chen, H., Chin, Y. T., Chott, N. I., Converse, M. V., Coronel, R., Cottle, A., Cox, G., Curran, D., Dahl, C. E., 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., 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., Gibbons, R., Gokhale, S., Green, J., van der Grinten, M. G. D., Haiston, J. J., Hall, C. R., 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., Kannichankandy, M., 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., 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., 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., 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., 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., 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.
Natura:	Preprint
Pubblicazione:	2025
Soggetti:	High Energy Physics - Experiment
Accesso online:	Acceder al recurso
Tags:	Aggiungi Tag Nessun Tag, puoi essere il primo ad aggiungerne!!

_version_	1866918062744141824
author	Aalbers, J. Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araujo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Beattie, K. Bhatti, A. Biekert, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Bras, P. Burdin, S. Buuck, M. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. 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. 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. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. 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. Kannichankandy, M. 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. 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. 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. 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. 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. 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.
author_facet	Aalbers, J. Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araujo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Beattie, K. Bhatti, A. Biekert, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Bras, P. Burdin, S. Buuck, M. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. 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. 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. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. 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. Kannichankandy, M. 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. 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. 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. 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. 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. 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.
contents	While dual-phase xenon time projection chambers (TPCs) have driven the sensitivity towards weakly interacting massive particles (WIMPs) at the GeV/c^2 to TeV/c^2 mass scale, the scope for sub-GeV/c^2 dark matter particles is hindered by a limited nuclear recoil energy detection threshold. One approach to probe for lighter candidates is to consider cases where they have been boosted by collisions with cosmic rays in the Milky Way, such that the additional kinetic energy lifts their induced signatures above the nominal threshold. In this Letter, we report first results of a search for cosmic ray-boosted dark matter (CRDM) with a combined 4.2 tonne-year exposure from the LUX-ZEPLIN (LZ) experiment. We observe no excess above the expected backgrounds and establish world-leading constraints on the spin-independent CRDM-nucleon cross section as small as 3.9 * 10^{-33} cm^2 at 90% confidence level for sub-GeV/c^2 masses.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2503_18158
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	New constraints on cosmic ray-boosted dark matter from 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. Araujo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Beattie, K. Bhatti, A. Biekert, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Bras, P. Burdin, S. Buuck, M. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. 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. 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. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. 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. Kannichankandy, M. 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. 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. 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. 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. 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. 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. High Energy Physics - Experiment While dual-phase xenon time projection chambers (TPCs) have driven the sensitivity towards weakly interacting massive particles (WIMPs) at the GeV/c^2 to TeV/c^2 mass scale, the scope for sub-GeV/c^2 dark matter particles is hindered by a limited nuclear recoil energy detection threshold. One approach to probe for lighter candidates is to consider cases where they have been boosted by collisions with cosmic rays in the Milky Way, such that the additional kinetic energy lifts their induced signatures above the nominal threshold. In this Letter, we report first results of a search for cosmic ray-boosted dark matter (CRDM) with a combined 4.2 tonne-year exposure from the LUX-ZEPLIN (LZ) experiment. We observe no excess above the expected backgrounds and establish world-leading constraints on the spin-independent CRDM-nucleon cross section as small as 3.9 * 10^{-33} cm^2 at 90% confidence level for sub-GeV/c^2 masses.
title	New constraints on cosmic ray-boosted dark matter from the LUX-ZEPLIN experiment
topic	High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2503.18158