Search for Dark Matter Particle Interactions with Electron Final States with DarkSide-50

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doi:10.1103/PhysRevLett.130.101002

We present a search for dark matter particles with sub-GeV/c2 masses whose interactions have final state electrons using the DarkSide-50 experiment's (12 306±184) kg d low-radioactivity liquid argon exposure. By analyzing the ionization signals, we exclude new parameter space for the dark matter-electron cross section σ¯e, the axioelectric coupling constant gAe, and the dark photon kinetic mixing parameter κ. We also set the first dark matter direct-detection constraints on the mixing angle |Ue4|2 for keV/c2 sterile neutrinos.

Search for Dark Matter Particle Interactions with Electron Final States with DarkSide-50 / Agnes, P., Albuquerque, I.F.M., Alexander, T., Alton, A.K., Ave, M., Back, H.O., Batignani, G., Biery, K., Bocci, V., Bonivento, W.M., Bottino, B., Bussino, S., Cadeddu, M., Cadoni, M., Calaprice, F., Caminata, A., Campos, M.D., Canci, N., Caravati, M., Cargioli, N., et al.. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 130:10(2023), p. 101002. [10.1103/PhysRevLett.130.101002]