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Search for Dark-Matter-Nucleon Interactions via Migdal Effect with DarkSide-50

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Número total de Autores: 143
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Physical Review Letters; v. 130, n. 10, p. 7-pg., 2023-03-06.
Resumo

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. (AU)

Processo FAPESP: 16/09084-0 - Deteção direta de matéria escura e o experimento "DarkSide"
Beneficiário:Ivone Freire da Mota e Albuquerque
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular