Optimizing EDELWEISS detectors for low-mass WIMP searches
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Le résumé fourni par la source
The physics potential of EDELWEISS detectors for the search of low-mass weakly interacting massive particles (WIMPs) is studied. Using a data-driven background model, projected exclusion limits are computed using frequentist and multivariate analysis approaches, namely, profile likelihood and boosted decision tree. Both current and achievable experimental performances are considered. The optimal strategy for detector optimization depends critically on whether the emphasis is put on WIMP masses below or above $\ensuremath{\sim}5\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}/{\mathrm{c}}^{2}$. The projected sensitivity for the next phase of the EDELWEISS-III experiment at the Modane Underground Laboratory (LSM) for low-mass WIMP search is presented. By 2018 an upper limit on the spin-independent WIMP-nucleon cross section of ${\ensuremath{\sigma}}_{\mathrm{SI}}=7\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}42}\text{ }\text{ }{\mathrm{cm}}^{2}$ is expected for a WIMP mass in the range $2--5\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}/{\mathrm{c}}^{2}$. The requirements for a future hundred-kilogram-scale experiment designed to reach the bounds imposed by the coherent scattering of solar neutrinos are also described. By improving the ionization resolution down to $50\text{ }\text{ }{\mathrm{eV}}_{ee}$, we show that such an experiment installed in an even lower background environment (e.g., at SNOLAB) together with an exposure of $1000\text{ }\text{ }\text{ }\mathrm{kg}\ifmmode\cdot\else\textperiodcentered\fi{}\mathrm{yr}$, should allow us to observe about 80 $^{8}\mathrm{B}$ neutrino events after discrimination.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Optimizing EDELWEISS detectors for low-mass WIMP searches
- Date Crossref
- 18/01/2018
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Lyon 1 Université pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Université Paris-Saclay CEA pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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CEA Paris-Saclay pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l'Univers pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Université Joseph Fourier pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institut Néel pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Université Grenoble Alpes pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université Paris-Sud pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Karlsruhe Institute of Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Lyon 1 Université, Centre National de la Recherche Scientifique et Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives, avec 9 autres affiliations.
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