Status and perspective of the DarkSide experiment at LNGS

Agnes, P.; Agostino, L.; Albuquerque, I. F. M.; Alexander, T.; Alton, A. K.; Asner, D. M.; Back, H. O.; Baldin, B.; Biery, K.; Bocci, V.; Bonfini, G.; Bonivento, W.; Bossa, M.; Bottino, B.; Brigatti, A.; Brodsky, J.; Budano, F.; Bussino, S.; Cadeddu, M.; Cadoni, M.; Calaprice, F.; Canci, N.; Candela, A.; Caravati, M.; Cariello, M.; Carlini, M.; Catalanotti, S.; Cavalcante, P.; Chepurnov, A.; Cicalò, C.; Cocco, A. G.; Covone, G.; D'Angelo, D.; D'Incecco, M.; Davini, S.; De Cecco, S.; De Deo, M.; De Vincenzi, M.; Derbin, A. V.; Devoto, A.; Di Eusanio, F.; Di Pietro, G.; Dionisi, C.; Edkins, E.; Empl, A.; Fan, A.; Fiorillo, G.; Fomenko, K.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Giagu, S.; Giganti, C.; Giovanetti, G. K.; Goretti, A. M.; Granato, F.; Gromov, M.; Guan, M.; Guardincerri, Y.; Hackett, B. R.; Herner, K.; Hughes, D.; Humble, P.; Hungerford, E. V.; Ianni, Al.; Ianni, An.; James, I.; Johnson, T. N.; Jollet, C.; Keeter, K.; Kendziora, C. L.; Koh, G.; Korablev, D.; Korga, G.; Kubankin, A.; Li, X.; Lissia, M.; Loer, B.; Lombardi, P.; Longo, G.; Ma, Y.; Machado, A. A.; Machulin, I. N.; Mandarano, A.; Mari, S. M.; Maricic, J.; Marini, L.; Martoff, C. J.; Meregaglia, A.; Meyers, P. D.; Milincic, R.; Miller, J. D.; Monte, A.; Mount, B. J.; Muratova, V. N.; Musico, P.; Napolitano, J.; Navrer Agasson, A.; Oleinik, A.; Orsini, M.; Ortica, F.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pantic, E.; Parmeggiano, S.; Pelczar, K.; Pelliccia, N.; Pocar, A.; Pordes, S.; Pugachev, D. A.; Qian, H.; Randle, K.; Ranucci, G.; Razeti, M.; Razeto, A.; Reinhold, B.; Renshaw, A. L.; Rescigno, M.; Riffard, Q.; Romani, A.; Rossi, B.; Rossi, N.; Sablone, D.; Saggese, P.; Sands, W.; Savarese, C.; Schlitzer, B.; Segreto, E.; Semenov, D. A.; Singh, P. N.; Skorokhvatov, M. D.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Stanford, C.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Testera, G.; Tonazzo, A.; Trinchese, P.; Unzhakov, E. V.; Verducci, M.; Vishneva, A.; Vogelaar, B.; Wada, M.; Walker, S.; Wang, H.; Wang, Y.; Watson, A. W.; Westerdale, S.; Wilhelmi, J.; Wojcik, M. M.; Xiang, X.; Xiao, X.; Xu, J.; Yang, C.; Ye, Z.; Zhong, W.; Zhu, C.; Zuzel, G.

doi:10.1393/ncc/i2017-17164-8

The DarkSide experiment aims to perform a background-free direct search for dark matter with a dual-phase argon TPC. The current phase of the experiment, DarkSide-50, is acquiring data at Laboratori Nazionali del Gran Sasso and produced the most sensitive limit on the WIMP-nucleon cross section ever obtained with a liquid argon target (2.0 × 10-44cm2for a WIMP mass of 100 GeV/c2). The future phase of the experiment will be a 20 t fiducial mass detector, designed to reach a sensitivity of ∼ 1 × 10-47cm2(at 1 TeV/c2WIMP mass) with a background-free exposure of 100 ty. This work contains a discussion of the current status of the DarkSide-50 WIMP search and of the results which are more relevant for the construction of the future detector.

Status and perspective of the DarkSide experiment at LNGS

Agnes, P.;Agostino, L.;Albuquerque, I. F. M.;Alexander, T.;Alton, A. K.;Asner, D. M.;Back, H. O.;Baldin, B.;Biery, K.;Bocci, V.;Bonfini, G.;Bonivento, W.;Bossa, M.;Bottino, B.;Brigatti, A.;Brodsky, J.;Budano, F.;Bussino, S.;Cadeddu, M.;Cadoni, M.;Calaprice, F.;Canci, N.;Candela, A.;Caravati, M.;Cariello, M.;Carlini, M.;Catalanotti, S.;Cavalcante, P.;Chepurnov, A.;Cicalò, C.;Cocco, A. G.;Covone, G.;D'Angelo, D.;D'Incecco, M.;Davini, S.;De Cecco, S.;De Deo, M.;De Vincenzi, M.;Derbin, A. V.;Devoto, A.;Di Eusanio, F.;Di Pietro, G.;Dionisi, C.;Edkins, E.;Empl, A.;Fan, A.;Fiorillo, G.;Fomenko, K.;Franco, D.;Gabriele, F.;Galbiati, C.;Giagu, S.;Giganti, C.;Giovanetti, G. K.;Goretti, A. M.;Granato, F.;Gromov, M.;Guan, M.;Guardincerri, Y.;Hackett, B. R.;Herner, K.;Hughes, D.;Humble, P.;Hungerford, E. V.;Ianni, Al.;Ianni, An.;James, I.;Johnson, T. N.;Jollet, C.;Keeter, K.;Kendziora, C. L.;Koh, G.;Korablev, D.;Korga, G.;Kubankin, A.;Li, X.;Lissia, M.;Loer, B.;Lombardi, P.;Longo, G.;Ma, Y.;Machado, A. A.;Machulin, I. N.;Mandarano, A.;Mari, S. M.;Maricic, J.;Marini, L.;Martoff, C. J.;Meregaglia, A.;Meyers, P. D.;Milincic, R.;Miller, J. D.;Monte, A.;Mount, B. J.;Muratova, V. N.;Musico, P.;Napolitano, J.;Navrer Agasson, A.;Oleinik, A.;Orsini, M.;Ortica, F.;Pagani, L.;Pallavicini, M.;Pantic, E.;Parmeggiano, S.;Pelczar, K.;Pelliccia, N.;Pocar, A.;Pordes, S.;Pugachev, D. A.;Qian, H.;Randle, K.;Ranucci, G.;Razeti, M.;Razeto, A.;Reinhold, B.;Renshaw, A. L.;Rescigno, M.;Riffard, Q.;Romani, A.;Rossi, B.;Rossi, N.;Sablone, D.;Saggese, P.;Sands, W.;Savarese, C.;Schlitzer, B.;Segreto, E.;Semenov, D. A.;Singh, P. N.;Skorokhvatov, M. D.;Smirnov, O.;Sotnikov, A.;Stanford, C.;Suvorov, Y.;Tartaglia, R.;Testera, G.;Tonazzo, A.;Trinchese, P.;Unzhakov, E. V.;Verducci, M.;Vishneva, A.;Vogelaar, B.;Wada, M.;Walker, S.;Wang, H.;Wang, Y.;Watson, A. W.;Westerdale, S.;Wilhelmi, J.;Wojcik, M. M.;Xiang, X.;Xiao, X.;Xu, J.;Yang, C.;Ye, Z.;Zhong, W.;Zhu, C.;Zuzel, G.

2017-01-01

Abstract

The DarkSide experiment aims to perform a background-free direct search for dark matter with a dual-phase argon TPC. The current phase of the experiment, DarkSide-50, is acquiring data at Laboratori Nazionali del Gran Sasso and produced the most sensitive limit on the WIMP-nucleon cross section ever obtained with a liquid argon target (2.0 × 10-44cm2for a WIMP mass of 100 GeV/c2). The future phase of the experiment will be a 20 t fiducial mass detector, designed to reach a sensitivity of ∼ 1 × 10-47cm2(at 1 TeV/c2WIMP mass) with a background-free exposure of 100 ty. This work contains a discussion of the current status of the DarkSide-50 WIMP search and of the results which are more relevant for the construction of the future detector.