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Dark matter elastic scattering off nuclei can result in the excitation and ionization of the recoiling atom through the so-called Migdal effect. The energy deposition from the ionization electron adds to the energy deposited by the recoiling nuclear system and allows for the detection of interactions of sub-GeV/c2 mass dark matter. We present new constraints for sub-GeV/c2 dark matter using the dual-phase liquid argon time projection chamber of the DarkSide-50 experiment with an exposure of (12 306±184) kg d. The analysis is based on the ionization signal alone and significantly enhances the sensitivity of DarkSide-50, enabling sensitivity to dark matter with masses down to 40 MeV/c2. Furthermore, it sets the most stringent upper limit on the spin independent dark matter nucleon cross section for masses below 3.6 GeV/c2.
Search for Dark-Matter-Nucleon Interactions via Migdal Effect 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.; Cariello, M.; Carlini, M.; Cataudella, V.; Cavalcante, P.; Cavuoti, S.; Chashin, S.; Chepurnov, A.; Cicalo, C.; Covone, G.; D'Angelo, D.; Davini, S.; De Candia, A.; De Cecco, S.; De Filippis, G.; De Rosa, G.; Derbin, A. V.; Devoto, A.; D'Incecco, M.; Dionisi, C.; Dordei, F.; Downing, M.; D'Urso, D.; Fairbairn, M.; Fiorillo, G.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Ghiano, C.; Giganti, C.; Giovanetti, G. K.; Goretti, A. M.; Grilli Di Cortona, G.; Grobov, A.; Gromov, M.; Guan, M.; Gulino, M.; Hackett, B. R.; Herner, K.; Hessel, T.; Hosseini, B.; Hubaut, F.; Hungerford, E. V.; Ianni, A.; Ippolito, V.; Keeter, K.; Kendziora, C. L.; Kimura, M.; Kochanek, I.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Kuss, M.; La Commara, M.; Lai, M.; Li, X.; Lissia, M.; Longo, G.; Lychagina, O.; Machulin, I. N.; Mapelli, L. P.; Mari, S. M.; Maricic, J.; Messina, A.; Milincic, R.; Monroe, J.; Morrocchi, M.; Mougeot, X.; Muratova, V. N.; Musico, P.; Nozdrina, A. O.; Oleinik, A.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pandola, L.; Pantic, E.; Paoloni, E.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Piacentini, S.; Pocar, A.; Poehlmann, D. M.; Pordes, S.; Poudel, S. S.; Pralavorio, P.; Price, D. D.; Ragusa, F.; Razeti, M.; Razeto, A.; Renshaw, A. L.; Rescigno, M.; Rode, J.; Romani, A.; Sablone, D.; Samoylov, O.; Sandford, E.; Sands, W.; Sanfilippo, S.; Savarese, C.; Schlitzer, B.; Semenov, D. A.; Shchagin, A.; Sheshukov, A.; Skorokhvatov, M. D.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Stracka, S.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Testera, G.; Tonazzo, A.; Unzhakov, E. V.; Vishneva, A.; Vogelaar, R. B.; Wada, M.; Wang, H.; Wang, Y.; Westerdale, S.; Wojcik, M. M.; Xiao, X.; Yang, C.; Zuzel, G.. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 130:10(2023), p. 101001. [10.1103/PhysRevLett.130.101001]
Search for Dark-Matter-Nucleon Interactions via Migdal Effect 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.;Cariello M.;Carlini M.;Cataudella V.;Cavalcante P.;Cavuoti S.;Chashin S.;Chepurnov A.;Cicalo C.;Covone G.;D'Angelo D.;Davini S.;De Candia A.;De Cecco S.;De Filippis G.;De Rosa G.;Derbin A. V.;Devoto A.;D'Incecco M.;Dionisi C.;Dordei F.;Downing M.;D'Urso D.;Fairbairn M.;Fiorillo G.;Franco D.;Gabriele F.;Galbiati C.;Ghiano C.;Giganti C.;Giovanetti G. K.;Goretti A. M.;Grilli Di Cortona G.;Grobov A.;Gromov M.;Guan M.;Gulino M.;Hackett B. R.;Herner K.;Hessel T.;Hosseini B.;Hubaut F.;Hungerford E. V.;Ianni A.;Ippolito V.;Keeter K.;Kendziora C. L.;Kimura M.;Kochanek I.;Korablev D.;Korga G.;Kubankin A.;Kuss M.;La Commara M.;Lai M.;Li X.;Lissia M.;Longo G.;Lychagina O.;Machulin I. N.;Mapelli L. P.;Mari S. M.;Maricic J.;Messina A.;Milincic R.;Monroe J.;Morrocchi M.;Mougeot X.;Muratova V. N.;Musico P.;Nozdrina A. O.;Oleinik A.;Ortica F.;Pagani L.;Pallavicini M.;Pandola L.;Pantic E.;Paoloni E.;Pelczar K.;Pelliccia N.;Piacentini S.;Pocar A.;Poehlmann D. M.;Pordes S.;Poudel S. S.;Pralavorio P.;Price D. D.;Ragusa F.;Razeti M.;Razeto A.;Renshaw A. L.;Rescigno M.;Rode J.;Romani A.;Sablone D.;Samoylov O.;Sandford E.;Sands W.;Sanfilippo S.;Savarese C.;Schlitzer B.;Semenov D. A.;Shchagin A.;Sheshukov A.;Skorokhvatov M. D.;Smirnov O.;Sotnikov A.;Stracka S.;Suvorov Y.;Tartaglia R.;Testera G.;Tonazzo A.;Unzhakov E. V.;Vishneva A.;Vogelaar R. B.;Wada M.;Wang H.;Wang Y.;Westerdale S.;Wojcik M. M.;Xiao X.;Yang C.;Zuzel G.
2023
Abstract
Dark matter elastic scattering off nuclei can result in the excitation and ionization of the recoiling atom through the so-called Migdal effect. The energy deposition from the ionization electron adds to the energy deposited by the recoiling nuclear system and allows for the detection of interactions of sub-GeV/c2 mass dark matter. We present new constraints for sub-GeV/c2 dark matter using the dual-phase liquid argon time projection chamber of the DarkSide-50 experiment with an exposure of (12 306±184) kg d. The analysis is based on the ionization signal alone and significantly enhances the sensitivity of DarkSide-50, enabling sensitivity to dark matter with masses down to 40 MeV/c2. Furthermore, it sets the most stringent upper limit on the spin independent dark matter nucleon cross section for masses below 3.6 GeV/c2.
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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.
