DarkSide-50 532-day dark matter search with low-radioactivity argon

Agnes, P.;Albuquerque, I. F. M.;Alexander, T.;Alton, A. K.;Araujo, G. R.;Ave, M.;Back, H. O.;Baldin, B.;Batignani, G.;Biery, K.;Bocci, V.;Bonfini, G.;Bonivento, W.;Bottino, B.;Budano, F.;Bussino, S.;Cadeddu, M.;Cadoni, M.;Calaprice, F.;Caminata, A.;Canci, N.;Candela, A.;Caravati, M.;Cariello, M.;Carlini, M.;Carpinelli, M.;Catalanotti, S.;Cataudella, V.;Cavalcante, P.;Cavuoti, S.;Chepurnov, A.;Cicalò, C.;Cocco, A. G.;Covone, G.;D'Angelo, D.;D'Incecco, M.;D'Urso, D.;Davini, S.;De Candia, A.;De Cecco, S.;De Deo, M.;De Filippis, G.;De Rosa, G.;De Vincenzi, M.;Derbin, A. V.;Devoto, A.;Di Eusanio, F.;Di Pietro, G.;Dionisi, C.;Downing, M.;Edkins, E.;Empl, A.;Fan, A.;Fiorillo, G.;Fitzpatrick, R. S.;Fomenko, K.;Franco, D.;Gabriele, F.;Galbiati, C.;Ghiano, C.;Giagu, S.;Giganti, C.;Giovanetti, G. K.;Gorchakov, O.;Goretti, A. M.;Granato, F.;Gromov, M.;Guan, M.;Guardincerri, Y.;Gulino, M.;Hackett, B. R.;Herner, K.;Hosseini, B.;Hughes, D.;Humble, P.;Hungerford, E. V.;Ianni, An.;Ippolito, V.;James, I.;Johnson, T. N.;Keeter, K.;Kendziora, C. L.;Kochanek, I.;Koh, G.;Korablev, D.;Korga, G.;Kubankin, A.;Kuss, M.;La Commara, M.;Lai, M.;Li, X.;Lissia, M.;Longo, G.;Ma, Y.;Machado, A. A.;Machulin, I. N.;Mandarano, A.;Mapelli, L.;Mari, S. M.;Maricic, J.;Martoff, C. J.;Messina, A.;Meyers, P. D.;Milincic, R.;Monte, A.;Morrocchi, M.;Mount, B. J.;Muratova, V. N.;Musico, P.;Navrer Agasson, A.;Nozdrina, A. O.;Oleinik, A.;Orsini, M.;Ortica, F.;Pagani, L.;Pallavicini, M.;Pandola, L.;Pantic, E.;Paoloni, E.;Pelczar, K.;Pelliccia, N.;Pocar, A.;Pordes, S.;Poudel, S. S.;Pugachev, D. A.;Qian, H.;Ragusa, F.;Razeti, M.;Razeto, A.;Reinhold, B.;Renshaw, A. L.;Rescigno, M.;Riffard, Q.;Romani, A.;Rossi, B.;Rossi, N.;Sablone, D.;Samoylov, O.;Sands, W.;Sanfilippo, S.;Savarese, C.;Schlitzer, B.;Segreto, E.;Semenov, D. A.;Shchagin, A.;Sheshukov, A.;Singh, P. N.;Skorokhvatov, M. D.;Smirnov, O.;Sotnikov, A.;Stanford, C.;Stracka, S.;Suvorov, Y.;Tartaglia, R.;Testera, G.;Tonazzo, A.;Trinchese, P.;Unzhakov, E. V.;Verducci, M.;Vishneva, A.;Vogelaar, B.;Wada, M.;Waldrop, T. J.;Wang, H.;Wang, Y.;Watson, A. W.;Westerdale, S.;Wojcik, M. M.;Xiang, X.;Xiao, X.;Yang, C.;Ye, Z.;Zhu, C.;Zuzel, G.

2018-01-01

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Abstract

The DarkSide-50 direct-detection dark matter experiment is a dual-phase argon time projection chamber operating at Laboratori Nazionali del Gran Sasso. This paper reports on the blind analysis of a (16 660±270) kg d exposure using a target of low-radioactivity argon extracted from underground sources. We find no events in the dark matter selection box and set a 90% C.L. upper limit on the dark matter-nucleon spin-independent cross section of 1.14×10-44 cm2 (3.78×10-44 cm2, 3.43×10-43 cm2) for a WIMP mass of 100 GeV/c2 (1 TeV/c2, 10 TeV/c2).