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The direct search for dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMP) is performed by detecting nuclear recoils produced in a target material from the WIMP elastic scattering. The experimental identification of the direction of the WIMP-induced nuclear recoils is a crucial asset in this field, as it enables unmistakable modulation signatures for dark matter. The Recoil Directionality (ReD) experiment was designed to probe for such directional sensitivity in argon dual-phase time projection chambers (TPC), that are widely considered for current and future direct dark matter searches. The TPC of ReD was irradiated with neutrons at the INFN Laboratori Nazionali del Sud. Data were taken with nuclear recoils of known directions and kinetic energy of 72 keV, which is within the range of interest for WIMP-induced signals in argon. The direction-dependent liquid argon charge recombination model by Cataudella et al. was adopted and a likelihood statistical analysis was performed, which gave no indications of significant dependence of the detector response to the recoil direction. The aspect ratio R of the initial ionization cloud is R< 1.072 with 90 % confidence level.
Constraints on directionality effect of nuclear recoils in a liquid argon time projection chamber / Aaron, E.; Agnes, P.; Ahmad, I.; Albergo, S.; Albuquerque, I. F. M.; Alexander, T.; Alton, A. K.; Amaudruz, P.; Atzori Corona, M.; Ave, M.; Avetisov, I. Ch.; Azzolini, O.; Back, H. O.; Balmforth, Z.; Barrado Olmedo, A.; Barrillon, P.; Basco, A.; Batignani, G.; Bocci, V.; Bonivento, W. M.; Bottino, B.; Boulay, M. G.; Busto, J.; Cadeddu, M.; Caminata, A.; Canci, N.; Capra, A.; Caprioli, S.; Caravati, M.; Cargioli, N.; Carlini, M.; Castello, P.; Cavalcante, P.; Cavuoti, S.; Cebrian, S.; Cela Ruiz, J. M.; Chashin, S.; Chepurnov, A.; Chyhyrynets, E.; Cifarelli, L.; Cintas, D.; Citterio, M.; Cleveland, B.; Cocco, V.; Conde Vilda, E.; Consiglio, L.; Copello, S.; Covone, G.; Czubak, M.; D'Aniello, M.; D'Auria, S.; Da Rocha Rolo, M. D.; Davini, S.; De Cecco, S.; De Guido, G.; De Gruttola, D.; De Pasquale, S.; De Rosa, G.; Dellacasa, G.; Derbin, A. V.; Devoto, A.; Di Capua, F.; Di Noto, L.; Di Stefano, P.; Dolganov, G.; Dordei, F.; Ellingwood, E.; Erjavec, T.; Farenzena, S.; Fernandez Diaz, M.; Fiorillo, G.; Franchini, P.; Franco, D.; Funicello, N.; Gabriele, F.; Gahan, D.; Galbiati, C.; Gallina, G.; Gallus, G.; Garbini, M.; Garcia Abia, P.; Gendotti, A.; Ghiano, C.; Giganti, C.; Giovanetti, G. K.; Goicoechea Casanueva, V.; Gola, A.; Grauso, G.; Grilli di Cortona, G.; Grobov, A.; Gromov, M.; Guan, M.; Guerzoni, M.; Gulino, M.; Guo, C.; Hackett, B. R.; Hallin, A. L.; Hamer, A.; Haranczyk, M.; Hessel, T.; Hill, S.; Horikawa, S.; Hubaut, F.; Hucker, J.; Hugues, T.; Ianni, An.; Ippolito, V.; Jillings, C.; Jois, S.; Kachru, P.; Kemp, A. A.; Kendziora, C. L.; Kimura, M.; Kochanek, I.; Kondo, K.; Korga, G.; Koulosousas, S.; Kubankin, A.; Kuss, M.; Kuźniak, M.; La Commara, M.; Lai, M.; Lami, N.; Le Guirriec, E.; Leason, E.; Leoni, A.; Lidey, L.; Lippi, F.; Lissia, M.; Luzzi, L.; Lychagina, O.; Maccioni, N.; Macfadyen, O.; Machulin, I. N.; Manecki, S.; Manthos, I.; Mapelli, L.; Margotti, A.; Mari, S. M.; Mariani, C.; Maricic, J.; Marini, A.; Martínez, M.; Martoff, C. J.; Mascia, M.; Masoni, A.; Matteucci, G.; Mavrokoridis, K.; Maxia, C.; Mcdonald, A. B.; Messina, A.; Milincic, R.; Mitra, A.; Moharana, A.; Moioli, S.; Monroe, J.; Moretti, E.; Morrocchi, M.; Mróz, T.; Muratova, V. N.; Muscas, C.; Musico, P.; Nania, R.; Nessi, M.; Nikolopoulos, K.; Nowak, J.; Olchansky, K.; Oleinik, A.; Oleynikov, V.; Organtini, P.; Ortiz de Solórzano, A.; Pagani, L.; Pallavicini, M.; Pandola, L.; Pantic, E.; Paoloni, E.; Paternoster, G.; Pegoraro, P. A.; Pelczar, K.; Pellegrini, L. A.; Pellegrino, C.; Pesudo, V.; Piacentini, S.; Pietrofaccia, L.; Pino, N.; Pocar, A.; Poehlmann, D. M.; Pordes, S.; Pralavorio, P.; Price, D.; Ragusa, F.; Ramachers, Y.; Razeti, M.; Renshaw, A. L.; Rescigno, M.; Retiere, F.; Rignanese, L. P.; Ripoli, C.; Rivetti, A.; Roberts, A.; Roberts, C.; Rode, J.; Rogers, G.; Romero, L.; Rossi, M.; Rubbia, A.; Sabia, M. A.; Sabiu, G. M.; Salomone, P.; Sandford, E.; Sanfilippo, S.; Santone, D.; Santorelli, R.; Savarese, C.; Scapparone, E.; Schillaci, G.; Schukman, F.; Scioli, G.; Simeone, M.; Skensved, P.; Skorokhvatov, M. D.; Smirnov, O.; Smirnova, T.; Smith, B.; Spadoni, F.; Spangenberg, M.; Stefanizzi, R.; Steri, A.; Stornelli, V.; Stracka, S.; Stringer, M.; Sulis, S.; Sung, A.; Suvorov, Y.; Szelc, A. M.; Tartaglia, R.; Taylor, A.; Taylor, J.; Tedesco, S.; Testera, G.; Thieme, K.; Thorpe, T. N.; Tonazzo, A.; Tricomi, A.; Unzhakov, E. V.; Vallivilayil John, T.; Van Uffelen, M.; Viant, T.; Viel, S.; Vogelaar, R. B.; Vossebeld, J.; Wada, M.; Walczak, M. B.; Wang, H.; Wang, Y.; Westerdale, S.; Williams, L.; Wingerter-Seez, I.; Wojaczyński, R.; Wojcik, Ma. M.; Wright, T.; Xie, Y.; Yang, C.; Zabihi, A.; Zakhary, P.; Zani, A.; Zichichi, A.; Zuzel, G.; Zykova, M. P.. - In: THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS. - ISSN 1434-6044. - 84:1(2024), pp. 1-18. [10.1140/epjc/s10052-023-12312-1]
Constraints on directionality effect of nuclear recoils in a liquid argon time projection chamber
Aaron, E.;Agnes, P.;Ahmad, I.;Albergo, S.;Albuquerque, I. F. M.;Alexander, T.;Alton, A. K.;Amaudruz, P.;Atzori Corona, M.;Ave, M.;Avetisov, I. Ch.;Azzolini, O.;Back, H. O.;Balmforth, Z.;Barrado Olmedo, A.;Barrillon, P.;Basco, A.;Batignani, G.;Bocci, V.;Bonivento, W. M.;Bottino, B.;Boulay, M. G.;Busto, J.;Cadeddu, M.;Caminata, A.;Canci, N.;Capra, A.;Caprioli, S.;Caravati, M.;Cargioli, N.;Carlini, M.;Castello, P.;Cavalcante, P.;Cavuoti, S.;Cebrian, S.;Cela Ruiz, J. M.;Chashin, S.;Chepurnov, A.;Chyhyrynets, E.;Cifarelli, L.;Cintas, D.;Citterio, M.;Cleveland, B.;Cocco, V.;Conde Vilda, E.;Consiglio, L.;Copello, S.;Covone, G.;Czubak, M.;D'Aniello, M.;D'Auria, S.;Da Rocha Rolo, M. D.;Davini, S.;De Cecco, S.;De Guido, G.;De Gruttola, D.;De Pasquale, S.;De Rosa, G.;Dellacasa, G.;Derbin, A. V.;Devoto, A.;Di Capua, F.;Di Noto, L.;Di Stefano, P.;Dolganov, G.;Dordei, F.;Ellingwood, E.;Erjavec, T.;Farenzena, S.;Fernandez Diaz, M.;Fiorillo, G.;Franchini, P.;Franco, D.;Funicello, N.;Gabriele, F.;Gahan, D.;Galbiati, C.;Gallina, G.;Gallus, G.;Garbini, M.;Garcia Abia, P.;Gendotti, A.;Ghiano, C.;Giganti, C.;Giovanetti, G. K.;Goicoechea Casanueva, V.;Gola, A.;Grauso, G.;Grilli di Cortona, G.;Grobov, A.;Gromov, M.;Guan, M.;Guerzoni, M.;Gulino, M.;Guo, C.;Hackett, B. R.;Hallin, A. L.;Hamer, A.;Haranczyk, M.;Hessel, T.;Hill, S.;Horikawa, S.;Hubaut, F.;Hucker, J.;Hugues, T.;Ianni, An.;Ippolito, V.;Jillings, C.;Jois, S.;Kachru, P.;Kemp, A. A.;Kendziora, C. L.;Kimura, M.;Kochanek, I.;Kondo, K.;Korga, G.;Koulosousas, S.;Kubankin, A.;Kuss, M.;Kuźniak, M.;La Commara, M.;Lai, M.;Lami, N.;Le Guirriec, E.;Leason, E.;Leoni, A.;Lidey, L.;Lippi, F.;Lissia, M.;Luzzi, L.;Lychagina, O.;Maccioni, N.;Macfadyen, O.;Machulin, I. N.;Manecki, S.;Manthos, I.;Mapelli, L.;Margotti, A.;Mari, S. M.;Mariani, C.;Maricic, J.;Marini, A.;Martínez, M.;Martoff, C. J.;Mascia, M.;Masoni, A.;Matteucci, G.;Mavrokoridis, K.;Maxia, C.;McDonald, A. B.;Messina, A.;Milincic, R.;Mitra, A.;Moharana, A.;Moioli, S.;Monroe, J.;Moretti, E.;Morrocchi, M.;Mróz, T.;Muratova, V. N.;Muscas, C.;Musico, P.;Nania, R.;Nessi, M.;Nikolopoulos, K.;Nowak, J.;Olchansky, K.;Oleinik, A.;Oleynikov, V.;Organtini, P.;Ortiz de Solórzano, A.;Pagani, L.;Pallavicini, M.;Pandola, L.;Pantic, E.;Paoloni, E.;Paternoster, G.;Pegoraro, P. A.;Pelczar, K.;Pellegrini, L. A.;Pellegrino, C.;Pesudo, V.;Piacentini, S.;Pietrofaccia, L.;Pino, N.;Pocar, A.;Poehlmann, D. M.;Pordes, S.;Pralavorio, P.;Price, D.;Ragusa, F.;Ramachers, Y.;Razeti, M.;Renshaw, A. L.;Rescigno, M.;Retiere, F.;Rignanese, L. P.;Ripoli, C.;Rivetti, A.;Roberts, A.;Roberts, C.;Rode, J.;Rogers, G.;Romero, L.;Rossi, M.;Rubbia, A.;Sabia, M. A.;Sabiu, G. M.;Salomone, P.;Sandford, E.;Sanfilippo, S.;Santone, D.;Santorelli, R.;Savarese, C.;Scapparone, E.;Schillaci, G.;Schukman, F.;Scioli, G.;Simeone, M.;Skensved, P.;Skorokhvatov, M. D.;Smirnov, O.;Smirnova, T.;Smith, B.;Spadoni, F.;Spangenberg, M.;Stefanizzi, R.;Steri, A.;Stornelli, V.;Stracka, S.;Stringer, M.;Sulis, S.;Sung, A.;Suvorov, Y.;Szelc, A. M.;Tartaglia, R.;Taylor, A.;Taylor, J.;Tedesco, S.;Testera, G.;Thieme, K.;Thorpe, T. N.;Tonazzo, A.;Tricomi, A.;Unzhakov, E. V.;Vallivilayil John, T.;Van Uffelen, M.;Viant, T.;Viel, S.;Vogelaar, R. B.;Vossebeld, J.;Wada, M.;Walczak, M. B.;Wang, H.;Wang, Y.;Westerdale, S.;Williams, L.;Wingerter-Seez, I.;Wojaczyński, R.;Wojcik, Ma. M.;Wright, T.;Xie, Y.;Yang, C.;Zabihi, A.;Zakhary, P.;Zani, A.;Zichichi, A.;Zuzel, G.;Zykova, M. P.
2024
Abstract
The direct search for dark matter in the form of weakly interacting massive particles (WIMP) is performed by detecting nuclear recoils produced in a target material from the WIMP elastic scattering. The experimental identification of the direction of the WIMP-induced nuclear recoils is a crucial asset in this field, as it enables unmistakable modulation signatures for dark matter. The Recoil Directionality (ReD) experiment was designed to probe for such directional sensitivity in argon dual-phase time projection chambers (TPC), that are widely considered for current and future direct dark matter searches. The TPC of ReD was irradiated with neutrons at the INFN Laboratori Nazionali del Sud. Data were taken with nuclear recoils of known directions and kinetic energy of 72 keV, which is within the range of interest for WIMP-induced signals in argon. The direction-dependent liquid argon charge recombination model by Cataudella et al. was adopted and a likelihood statistical analysis was performed, which gave no indications of significant dependence of the detector response to the recoil direction. The aspect ratio R of the initial ionization cloud is R< 1.072 with 90 % confidence level.
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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.
