Search for Accelerator-Produced Sub-GeV Dark Matter with the NOvA Near Detector

Fuente: arXiv

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Abubakar, S., Acero, M., Acharya, B., Adamson, P., Anfimov, N., Antoshkin, A., Arrieta-Diaz, E., Asquith, L., Aurisano, A., Back, A., Balashov, N., Baldi, P., Bambah, B. A., Bannister, E. F., Barros, A., Bat, A., Bezerra, T., Bhatnagar, V., Bhuyan, B., Bian, J., Booth, A. C., Bowles, R., Brahma, B., Bromberg, C., Buchanan, N., Butkevich, A., Carroll, T. J., Catano-Mur, E., Cesar, J. P., Chirco, R., Choate, S., Choudhary, B. C., Chow, O. T. K., Christensen, A., Cicala, M. F., Coan, T. E., Contreras, T., Cooleybeck, A., Coveyou, D., Cremonesi, L., Davies, G. S., Derwent, P. F., Djurcic, Z., Dobbs, K., Tonguino, D. Duenas, Dukes, E. C., Ehrlich, R., Ewart, E., Filip, P., Frank, M. J., Gallagher, H. R., Giri, A., Gomes, R. A., Goodman, M. C., Group, R., Habig, A., Hakl, F., Hartnell, J., Hatcher, R., Hays, J. M., He, M., Heller, K., Hewes, V, Himmel, A., Horoho, T., Huang, X., Ivanova, A., Kakorin, I., Kalitkina, A., Kaplan, D. M., Khanam, A., Kirezli, B., Kleykamp, J., Klimov, O., Koerner, L. W., Kolupaeva, L., Kralik, R., Kumar, A., Kuruppu, C. D., Kus, V., Lackey, T., Lang, K., Lesmeister, J., Lister, A., Lock, J. A., Magill, S., Mann, W. A., Manoharan, M. T., Plata, M. Manrique, Marshak, M. L., Martinez-Casales, M., Matveev, V., Medhi, A., Mehta, B., Messier, M. D., Meyer, H., Miao, T., Miller, W. H., Mishra, S. R., Mohanta, R., Moren, A., Morozova, A., Mu, W., Mualem, L., Muether, M., Murthy, C., Myers, D., Nachtman, J., Naples, D., Nelson, J. K., Neogi, O., Nichol, R., Niner, E., Norman, A., Norrick, A., Oh, H., Olshevskiy, A., Olson, T., Pal, A., Paley, J., Panda, L., Patterson, R. B., Pawloski, G., Petti, R., Prais, L. R., Rafique, A., Raj, V., Rajaoalisoa, M., Ramson, B., Rebel, B., Reynolds, C., Robles, E., Roy, P., Samoylov, O., Sanchez, M. C., Falero, S. Sanchez, Shanahan, P., Sharma, P., Sheshukov, A., Shivam, Shmakov, A., Shorrock, W., Shukla, S., Singh, I., Singh, V., Chhibra, S. Singh, Smolik, J., Snopok, P., Solomey, N., Sousa, A., Soustruznik, K., Strait, M., Sullivan, C., Suter, L., Sutton, A., Swain, S., Sztuc, A., Talukdar, N., Tas, P., Thomas, J., Tiras, E., Titus, M., Torun, Y., Tran, D., Trokan-Tenorio, J., Urheim, J., Utt, B., Vahle, P., Vallari, Z., Vockerodt, K. J., Waldron, A. V., Wallbank, M., Weber, C., Wetstein, M., Whittington, D., Wickremasinghe, D. A., Wolcott, J., Wu, S., Wu, W., Xiao, Y., Yaeggy, B., Yahaya, A., Yankelevich, A., Yonehara, K., Zadorozhnyy, S., Zalesak, J., Zwaska, R.
Format:	Preprint
Veröffentlicht:	2025
Schlagworte:	High Energy Physics - Experiment
Online-Zugang:	Acceder al recurso
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!

_version_	1866912703078989824
author	Abubakar, S. Acero, M. Acharya, B. Adamson, P. Anfimov, N. Antoshkin, A. Arrieta-Diaz, E. Asquith, L. Aurisano, A. Back, A. Balashov, N. Baldi, P. Bambah, B. A. Bannister, E. F. Barros, A. Bat, A. Bezerra, T. Bhatnagar, V. Bhuyan, B. Bian, J. Booth, A. C. Bowles, R. Brahma, B. Bromberg, C. Buchanan, N. Butkevich, A. Carroll, T. J. Catano-Mur, E. Cesar, J. P. Chirco, R. Choate, S. Choudhary, B. C. Chow, O. T. K. Christensen, A. Cicala, M. F. Coan, T. E. Contreras, T. Cooleybeck, A. Coveyou, D. Cremonesi, L. Davies, G. S. Derwent, P. F. Djurcic, Z. Dobbs, K. Tonguino, D. Duenas Dukes, E. C. Ehrlich, R. Ewart, E. Filip, P. Frank, M. J. Gallagher, H. R. Giri, A. Gomes, R. A. Goodman, M. C. Group, R. Habig, A. Hakl, F. Hartnell, J. Hatcher, R. Hays, J. M. He, M. Heller, K. Hewes, V Himmel, A. Horoho, T. Huang, X. Ivanova, A. Kakorin, I. Kalitkina, A. Kaplan, D. M. Khanam, A. Kirezli, B. Kleykamp, J. Klimov, O. Koerner, L. W. Kolupaeva, L. Kralik, R. Kumar, A. Kuruppu, C. D. Kus, V. Lackey, T. Lang, K. Lesmeister, J. Lister, A. Lock, J. A. Magill, S. Mann, W. A. Manoharan, M. T. Plata, M. Manrique Marshak, M. L. Martinez-Casales, M. Matveev, V. Medhi, A. Mehta, B. Messier, M. D. Meyer, H. Miao, T. Miller, W. H. Mishra, S. R. Mohanta, R. Moren, A. Morozova, A. Mu, W. Mualem, L. Muether, M. Murthy, C. Myers, D. Nachtman, J. Naples, D. Nelson, J. K. Neogi, O. Nichol, R. Niner, E. Norman, A. Norrick, A. Oh, H. Olshevskiy, A. Olson, T. Pal, A. Paley, J. Panda, L. Patterson, R. B. Pawloski, G. Petti, R. Prais, L. R. Rafique, A. Raj, V. Rajaoalisoa, M. Ramson, B. Rebel, B. Reynolds, C. Robles, E. Roy, P. Samoylov, O. Sanchez, M. C. Falero, S. Sanchez Shanahan, P. Sharma, P. Sheshukov, A. Shivam Shmakov, A. Shorrock, W. Shukla, S. Singh, I. Singh, V. Chhibra, S. Singh Smolik, J. Snopok, P. Solomey, N. Sousa, A. Soustruznik, K. Strait, M. Sullivan, C. Suter, L. Sutton, A. Swain, S. Sztuc, A. Talukdar, N. Tas, P. Thomas, J. Tiras, E. Titus, M. Torun, Y. Tran, D. Trokan-Tenorio, J. Urheim, J. Utt, B. Vahle, P. Vallari, Z. Vockerodt, K. J. Waldron, A. V. Wallbank, M. Weber, C. Wetstein, M. Whittington, D. Wickremasinghe, D. A. Wolcott, J. Wu, S. Wu, W. Xiao, Y. Yaeggy, B. Yahaya, A. Yankelevich, A. Yonehara, K. Zadorozhnyy, S. Zalesak, J. Zwaska, R.
author_facet	Abubakar, S. Acero, M. Acharya, B. Adamson, P. Anfimov, N. Antoshkin, A. Arrieta-Diaz, E. Asquith, L. Aurisano, A. Back, A. Balashov, N. Baldi, P. Bambah, B. A. Bannister, E. F. Barros, A. Bat, A. Bezerra, T. Bhatnagar, V. Bhuyan, B. Bian, J. Booth, A. C. Bowles, R. Brahma, B. Bromberg, C. Buchanan, N. Butkevich, A. Carroll, T. J. Catano-Mur, E. Cesar, J. P. Chirco, R. Choate, S. Choudhary, B. C. Chow, O. T. K. Christensen, A. Cicala, M. F. Coan, T. E. Contreras, T. Cooleybeck, A. Coveyou, D. Cremonesi, L. Davies, G. S. Derwent, P. F. Djurcic, Z. Dobbs, K. Tonguino, D. Duenas Dukes, E. C. Ehrlich, R. Ewart, E. Filip, P. Frank, M. J. Gallagher, H. R. Giri, A. Gomes, R. A. Goodman, M. C. Group, R. Habig, A. Hakl, F. Hartnell, J. Hatcher, R. Hays, J. M. He, M. Heller, K. Hewes, V Himmel, A. Horoho, T. Huang, X. Ivanova, A. Kakorin, I. Kalitkina, A. Kaplan, D. M. Khanam, A. Kirezli, B. Kleykamp, J. Klimov, O. Koerner, L. W. Kolupaeva, L. Kralik, R. Kumar, A. Kuruppu, C. D. Kus, V. Lackey, T. Lang, K. Lesmeister, J. Lister, A. Lock, J. A. Magill, S. Mann, W. A. Manoharan, M. T. Plata, M. Manrique Marshak, M. L. Martinez-Casales, M. Matveev, V. Medhi, A. Mehta, B. Messier, M. D. Meyer, H. Miao, T. Miller, W. H. Mishra, S. R. Mohanta, R. Moren, A. Morozova, A. Mu, W. Mualem, L. Muether, M. Murthy, C. Myers, D. Nachtman, J. Naples, D. Nelson, J. K. Neogi, O. Nichol, R. Niner, E. Norman, A. Norrick, A. Oh, H. Olshevskiy, A. Olson, T. Pal, A. Paley, J. Panda, L. Patterson, R. B. Pawloski, G. Petti, R. Prais, L. R. Rafique, A. Raj, V. Rajaoalisoa, M. Ramson, B. Rebel, B. Reynolds, C. Robles, E. Roy, P. Samoylov, O. Sanchez, M. C. Falero, S. Sanchez Shanahan, P. Sharma, P. Sheshukov, A. Shivam Shmakov, A. Shorrock, W. Shukla, S. Singh, I. Singh, V. Chhibra, S. Singh Smolik, J. Snopok, P. Solomey, N. Sousa, A. Soustruznik, K. Strait, M. Sullivan, C. Suter, L. Sutton, A. Swain, S. Sztuc, A. Talukdar, N. Tas, P. Thomas, J. Tiras, E. Titus, M. Torun, Y. Tran, D. Trokan-Tenorio, J. Urheim, J. Utt, B. Vahle, P. Vallari, Z. Vockerodt, K. J. Waldron, A. V. Wallbank, M. Weber, C. Wetstein, M. Whittington, D. Wickremasinghe, D. A. Wolcott, J. Wu, S. Wu, W. Xiao, Y. Yaeggy, B. Yahaya, A. Yankelevich, A. Yonehara, K. Zadorozhnyy, S. Zalesak, J. Zwaska, R.
contents	The NuMI facility at Fermilab produces a high-intensity beam of muon neutrinos and antineutrinos, designed to study neutrino oscillations. This beam may also be a source of dark matter particles produced through a light mediator. We search for dark matter particles with masses between 1 and 200 MeV that interact with Standard Model particles via a vector portal, producing forward-scattered single-electron events in the NOvA near detector. We set limits on the dark-visible coupling based on an exposure of 2.55x10^21 protons of 120 GeV energy on the NuMI target. For the dark matter mass range 10-20 MeV, this analysis sets the tightest constraints on the coupling to date.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2507_10754
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	Search for Accelerator-Produced Sub-GeV Dark Matter with the NOvA Near Detector Abubakar, S. Acero, M. Acharya, B. Adamson, P. Anfimov, N. Antoshkin, A. Arrieta-Diaz, E. Asquith, L. Aurisano, A. Back, A. Balashov, N. Baldi, P. Bambah, B. A. Bannister, E. F. Barros, A. Bat, A. Bezerra, T. Bhatnagar, V. Bhuyan, B. Bian, J. Booth, A. C. Bowles, R. Brahma, B. Bromberg, C. Buchanan, N. Butkevich, A. Carroll, T. J. Catano-Mur, E. Cesar, J. P. Chirco, R. Choate, S. Choudhary, B. C. Chow, O. T. K. Christensen, A. Cicala, M. F. Coan, T. E. Contreras, T. Cooleybeck, A. Coveyou, D. Cremonesi, L. Davies, G. S. Derwent, P. F. Djurcic, Z. Dobbs, K. Tonguino, D. Duenas Dukes, E. C. Ehrlich, R. Ewart, E. Filip, P. Frank, M. J. Gallagher, H. R. Giri, A. Gomes, R. A. Goodman, M. C. Group, R. Habig, A. Hakl, F. Hartnell, J. Hatcher, R. Hays, J. M. He, M. Heller, K. Hewes, V Himmel, A. Horoho, T. Huang, X. Ivanova, A. Kakorin, I. Kalitkina, A. Kaplan, D. M. Khanam, A. Kirezli, B. Kleykamp, J. Klimov, O. Koerner, L. W. Kolupaeva, L. Kralik, R. Kumar, A. Kuruppu, C. D. Kus, V. Lackey, T. Lang, K. Lesmeister, J. Lister, A. Lock, J. A. Magill, S. Mann, W. A. Manoharan, M. T. Plata, M. Manrique Marshak, M. L. Martinez-Casales, M. Matveev, V. Medhi, A. Mehta, B. Messier, M. D. Meyer, H. Miao, T. Miller, W. H. Mishra, S. R. Mohanta, R. Moren, A. Morozova, A. Mu, W. Mualem, L. Muether, M. Murthy, C. Myers, D. Nachtman, J. Naples, D. Nelson, J. K. Neogi, O. Nichol, R. Niner, E. Norman, A. Norrick, A. Oh, H. Olshevskiy, A. Olson, T. Pal, A. Paley, J. Panda, L. Patterson, R. B. Pawloski, G. Petti, R. Prais, L. R. Rafique, A. Raj, V. Rajaoalisoa, M. Ramson, B. Rebel, B. Reynolds, C. Robles, E. Roy, P. Samoylov, O. Sanchez, M. C. Falero, S. Sanchez Shanahan, P. Sharma, P. Sheshukov, A. Shivam Shmakov, A. Shorrock, W. Shukla, S. Singh, I. Singh, V. Chhibra, S. Singh Smolik, J. Snopok, P. Solomey, N. Sousa, A. Soustruznik, K. Strait, M. Sullivan, C. Suter, L. Sutton, A. Swain, S. Sztuc, A. Talukdar, N. Tas, P. Thomas, J. Tiras, E. Titus, M. Torun, Y. Tran, D. Trokan-Tenorio, J. Urheim, J. Utt, B. Vahle, P. Vallari, Z. Vockerodt, K. J. Waldron, A. V. Wallbank, M. Weber, C. Wetstein, M. Whittington, D. Wickremasinghe, D. A. Wolcott, J. Wu, S. Wu, W. Xiao, Y. Yaeggy, B. Yahaya, A. Yankelevich, A. Yonehara, K. Zadorozhnyy, S. Zalesak, J. Zwaska, R. High Energy Physics - Experiment The NuMI facility at Fermilab produces a high-intensity beam of muon neutrinos and antineutrinos, designed to study neutrino oscillations. This beam may also be a source of dark matter particles produced through a light mediator. We search for dark matter particles with masses between 1 and 200 MeV that interact with Standard Model particles via a vector portal, producing forward-scattered single-electron events in the NOvA near detector. We set limits on the dark-visible coupling based on an exposure of 2.55x10^21 protons of 120 GeV energy on the NuMI target. For the dark matter mass range 10-20 MeV, this analysis sets the tightest constraints on the coupling to date.
title	Search for Accelerator-Produced Sub-GeV Dark Matter with the NOvA Near Detector
topic	High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2507.10754