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Radiogenic neutrons emitted by detector materials are one of the most challenging backgrounds for the direct search of dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs). To mitigate this background, the XENONnT experiment is equipped with a novel gadolinium-doped water Cherenkov detector, which encloses the xenon dual-phase time projection chamber (TPC). The neutron veto (NV) can tag neutrons via their capture on gadolinium or hydrogen, which release γ-rays that are subsequently detected as Cherenkov light. In this work, we present the first results of the XENONnT NV when operated with demineralized water only, before the insertion of gadolinium. Its efficiency for detecting neutrons is (82±1)%, the highest neutron detection efficiency achieved in a water Cherenkov detector. This enables a high efficiency of (53±3)% for the tagging of WIMP-like neutron signals, inside a tagging time window of 250μs between TPC and NV, leading to a livetime loss of 1.6% during the first science run of XENONnT.
The neutron veto of the XENONnT experiment: results with demineralized water / Aprile, E., Aalbers, J., Abe, K., Ahmed Maouloud, S., Althueser, L., Andrieu, B., Angelino, E., Anton Martin, D., Arneodo, F., Baudis, L., Bazyk, M., Bellagamba, L., Biondi, R., Bismark, A., Boese, K., Brown, A., Bruno, G., Budnik, R., Cai, C., Capelli, C., et al.. - In: THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6044. - 85:6(2025). [10.1140/epjc/s10052-025-14105-0]
The neutron veto of the XENONnT experiment: results with demineralized water
Aprile E.;Aalbers J.;Abe K.;Ahmed Maouloud S.;Althueser L.;Andrieu B.;Angelino E.;Anton Martin D.;Arneodo F.;Baudis L.;Bazyk M.;Bellagamba L.;Biondi R.;Bismark A.;Boese K.;Brown A.;Bruno G.;Budnik R.;Cai C.;Capelli C.;Cardoso J. M. R.;Cimental Chavez A. P.;Colijn A. P.;Conrad J.;Cuenca-Garcia J. J.;D'Andrea V.;Daniel Garcia L. C.;Decowski M. P.;Deisting A.;Di Donato C.;Di Gangi P.;Diglio S.;Eitel K.;el Morabit S.;Elykov A.;Ferella A. D.;Ferrari C.;Fischer H.;Flehmke T.;Flierman M.;Fulgione W.;Fuselli C.;Gaemers P.;Gaior R.;Galloway M.;Gao F.;Ghosh S.;Giacomobono R.;Glade-Beucke R.;Grandi L.;Grigat J.;Guan H.;Guida M.;Gyorgy P.;Hammann R.;Higuera A.;Hils C.;Hoetzsch L.;Hood N. F.;Iacovacci M.;Itow Y.;Jakob J.;Joerg F.;Kaminaga Y.;Kara M.;Kavrigin P.;Kazama S.;Kobayashi M.;Koke D.;Kopec A.;Landsman H.;Lang R. F.;Levinson L.;Li I.;Li S.;Liang S.;Lin Y. -T.;Lindemann S.;Lindner M.;Liu K.;Liu M.;Loizeau J.;Lombardi F.;Long J.;Lopes J. A. M.;Luce T.;Ma Y.;Macolino C.;Mahlstedt J.;Mancuso A.;Manenti L.;Marignetti F.;Marrodan Undagoitia T.;Martens K.;Masbou J.;Masson E.;Mastroianni S.;Melchiorre A.;Merz J.;Messina M.;Michael A.;Miuchi K.;Molinario A.;Moriyama S.;Mora K.;Mosbacher Y.;Murra M.;Muller J.;Ni K.;Oberlack U.;Paetsch B.;Pan Y.;Pellegrini Q.;Peres R.;Peters C.;Pienaar J.;Pierre M.;Plante G.;Pollmann T. R.;Principe L.;Qi J.;Qin J.;Ramirez Garcia D.;Rajado M.;Singh R.;Sanchez L.;dos Santos J. M. F.;Sarnoff I.;Sartorelli G.;Schreiner J.;Schulte P.;Schulze Eissing H.;Schumann M.;Scotto Lavina L.;Selvi M.;Semeria F.;Shagin P.;Shi S.;Shi J.;Silva M.;Simgen H.;Szyszka C.;Takeda A.;Takeuchi Y.;Tan P. -L.;Thers D.;Toschi F.;Trinchero G.;Tunnell C. D.;Tonnies F.;Valerius K.;Vecchi S.;Vetter S.;Villazon Solar F. I.;Volta G.;Weinheimer C.;Weiss M.;Wenz D.;Wittweg C.;Wu V. H. S.;Xing Y.;Xu D.;Xu Z.;Yamashita M.;Yang L.;Ye J.;Yuan L.;Zavattini G.;Zhong M.
2025
Abstract
Radiogenic neutrons emitted by detector materials are one of the most challenging backgrounds for the direct search of dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMPs). To mitigate this background, the XENONnT experiment is equipped with a novel gadolinium-doped water Cherenkov detector, which encloses the xenon dual-phase time projection chamber (TPC). The neutron veto (NV) can tag neutrons via their capture on gadolinium or hydrogen, which release γ-rays that are subsequently detected as Cherenkov light. In this work, we present the first results of the XENONnT NV when operated with demineralized water only, before the insertion of gadolinium. Its efficiency for detecting neutrons is (82±1)%, the highest neutron detection efficiency achieved in a water Cherenkov detector. This enables a high efficiency of (53±3)% for the tagging of WIMP-like neutron signals, inside a tagging time window of 250μs between TPC and NV, leading to a livetime loss of 1.6% during the first science run of XENONnT.
The neutron veto of the XENONnT experiment: results with demineralized water / Aprile, E., Aalbers, J., Abe, K., Ahmed Maouloud, S., Althueser, L., Andrieu, B., Angelino, E., Anton Martin, D., Arneodo, F., Baudis, L., Bazyk, M., Bellagamba, L., Biondi, R., Bismark, A., Boese, K., Brown, A., Bruno, G., Budnik, R., Cai, C., Capelli, C., et al.. - In: THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6044. - 85:6(2025). [10.1140/epjc/s10052-025-14105-0]
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
