Cover Image

Low-energy nuclear recoil calibration of the LUX-ZEPLIN experiment with a photoneutron source

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., Beattie, K., Benson, T., Bhatti, A., Biesiadzinski, T. P., Birch, H. J., Bishop, E., Blockinger, G. M., Boxer, B., Brew, C. A. J., Brás, P., Burdin, S., Carmona-Benitez, M. C., Carter, M., Chawla, A., Chen, H., Chin, Y. T., Chott, N. I., Converse, M. V., Contreras, S., 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., Dunbar, C. L., 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., Ghosh, A., Gibbons, R., Gokhale, S., Green, J., van der Grinten, M. G. D., Haiston, J. J., Hall, C. R., Hall, T., Han, S., Hartigan-O'Connor, E., Haselschwardt, S. J., Hernandez, M. A., Hertel, S. A., Homenides, G. J., Horn, M., Huang, D. Q., Hunt, D., Jacquet, E., James, R. S., K, M. K., Kaboth, A. C., Kamaha, A. C., Khaitan, D., Khazov, A., Kim, J., Kim, Y. D., Kingston, J., Kirk, R., Kodroff, D., 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., Long, J., 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., Mitra, B., Mizrachi, E., Monzani, M. E., Morrison, E., Mount, B. J., Murdy, M., Murphy, A. St. J., 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., 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., Shi, K., Shutt, T., Silk, J. J., Silva, C., Sinev, G., Siniscalco, J., Slivar, A. M., Smith, R., Solovov, V. N., Sorensen, P., Soria, J., Stancu, I., Stevens, A., Sumner, T. J., Swain, A., Szydagis, M., Tiedt, D. R., Timalsina, M., Tong, Z., Tovey, D. R., Tranter, J., Trask, M., Tripathi, M., Trengrove, K., Usón, A., Vaitkus, A. C., Valentino, O., Velan, V., Wang, A., Wang, J. J., Wang, Y., 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., Zhang, H., Zhang, T.
Format:	Preprint
Published:	2025
Subjects:	Instrumentation and Detectors High Energy Physics - Experiment
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866915504510205952
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. Beattie, K. Benson, T. Bhatti, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Chott, N. I. Converse, M. V. Contreras, S. 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. Dunbar, C. L. 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. Ghosh, A. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. Han, S. Hartigan-O'Connor, E. Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. K, M. K. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. Khaitan, D. Khazov, A. Kim, J. Kim, Y. D. Kingston, J. Kirk, R. Kodroff, D. 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. Long, J. 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. Mitra, B. Mizrachi, E. Monzani, M. E. Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. 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. 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. Shi, K. Shutt, T. Silk, J. J. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Slivar, A. M. Smith, R. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Stancu, I. Stevens, A. Sumner, T. J. Swain, A. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Timalsina, M. Tong, Z. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Tripathi, M. Trengrove, K. Usón, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. 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. Zhang, H. Zhang, T.
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. Beattie, K. Benson, T. Bhatti, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Chott, N. I. Converse, M. V. Contreras, S. 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. Dunbar, C. L. 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. Ghosh, A. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. Han, S. Hartigan-O'Connor, E. Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. K, M. K. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. Khaitan, D. Khazov, A. Kim, J. Kim, Y. D. Kingston, J. Kirk, R. Kodroff, D. 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. Long, J. 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. Mitra, B. Mizrachi, E. Monzani, M. E. Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. 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. 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. Shi, K. Shutt, T. Silk, J. J. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Slivar, A. M. Smith, R. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Stancu, I. Stevens, A. Sumner, T. J. Swain, A. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Timalsina, M. Tong, Z. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Tripathi, M. Trengrove, K. Usón, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. 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. Zhang, H. Zhang, T.
contents	The LZ experiment is a liquid xenon time-projection chamber (TPC) searching for evidence of particle dark matter interactions. In the simplest assumption of elastic scattering, many dark matter models predict an energy spectrum which rises quasi-exponentially with decreasing energy transfer to a target atom. LZ expects to detect coherent neutrino-nucleus scattering of $^{8}$B solar neutrinos, the signal from which is very similar to a dark matter particle with mass of about 5.5 GeV/$c^{2}$, which result in typical nuclear recoil energies of $<$5 keV$_{\text{nr}}$. Therefore, it is of crucial importance to calibrate the response of recoiling xenon nuclei to keV-energy recoils. This analysis details the first in situ photoneutron calibration of the LZ detector and probes its response in this energy regime.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2509_16281
institution	arXiv
publishDate	2025
record_format	arxiv
spellingShingle	Low-energy nuclear recoil calibration of the LUX-ZEPLIN experiment with a photoneutron source 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. Beattie, K. Benson, T. Bhatti, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Boxer, B. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Chott, N. I. Converse, M. V. Contreras, S. 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. Dunbar, C. L. 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. Ghosh, A. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. Han, S. Hartigan-O'Connor, E. Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. K, M. K. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. Khaitan, D. Khazov, A. Kim, J. Kim, Y. D. Kingston, J. Kirk, R. Kodroff, D. 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. Long, J. 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. Mitra, B. Mizrachi, E. Monzani, M. E. Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. 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. 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. Shi, K. Shutt, T. Silk, J. J. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Slivar, A. M. Smith, R. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Stancu, I. Stevens, A. Sumner, T. J. Swain, A. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Timalsina, M. Tong, Z. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Tripathi, M. Trengrove, K. Usón, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. 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. Zhang, H. Zhang, T. Instrumentation and Detectors High Energy Physics - Experiment The LZ experiment is a liquid xenon time-projection chamber (TPC) searching for evidence of particle dark matter interactions. In the simplest assumption of elastic scattering, many dark matter models predict an energy spectrum which rises quasi-exponentially with decreasing energy transfer to a target atom. LZ expects to detect coherent neutrino-nucleus scattering of $^{8}$B solar neutrinos, the signal from which is very similar to a dark matter particle with mass of about 5.5 GeV/$c^{2}$, which result in typical nuclear recoil energies of $<$5 keV$_{\text{nr}}$. Therefore, it is of crucial importance to calibrate the response of recoiling xenon nuclei to keV-energy recoils. This analysis details the first in situ photoneutron calibration of the LZ detector and probes its response in this energy regime.
title	Low-energy nuclear recoil calibration of the LUX-ZEPLIN experiment with a photoneutron source
topic	Instrumentation and Detectors High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2509.16281