Abstract
| Original language | English |
|---|---|
| Publisher | arXiv.org |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 17 Nov 2025 |
Bibliographical note
9 pages, 7 figures, 1 tableKeywords
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Fingerprint
Dive into the research topics of 'Sensitivity to low-mass WIMPs with an improved liquid argon ionization response model within the DarkSide programme'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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arXiv.org, 2025.
Research output: Working paper › Preprint
TY - UNPB
T1 - Sensitivity to low-mass WIMPs with an improved liquid argon ionization response model within the DarkSide programme
AU - Acerbi, F.
AU - Adhikari, P.
AU - Agnes, P.
AU - Ahmad, I.
AU - Albergo, S.
AU - Albuquerque, I. F.
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AU - Alton, A. K.
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AU - Corona, M. Atzori
AU - Auty, D. J.
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AU - Avetisov, I. C.
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AU - Torres-Lara, S.
AU - Tricomi, A.
AU - Tullio, S.
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AU - Díaz, G. Vera
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AU - Wojcik, M.
AU - Wojcik, M.
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AU - Zichichi, A.
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AU - Zykova, M. P.
N1 - 9 pages, 7 figures, 1 table
PY - 2025/11/17
Y1 - 2025/11/17
N2 - Dark matter detection experiments using liquid argon rely on a precise characterization of the ionization response to nuclear recoils, especially in the keV energy range relevant for light dark matter interactions. In this work, we present a comprehensive analysis that combines new measurements from the ReD setup, part of the DarkSide experimental program, with calibration data from DarkSide-50, as well as results from the ARIS and SCENE experiments. These combined datasets enable improved constraints on atomic screening effects in the modeling of the ionization response of liquid argon to nuclear recoils. By including the updated ionization model into the DarkSide-50 analysis framework, we obtain stronger exclusion limits on low-mass WIMP interactions, setting new world-leading constraints in the 1-3 GeV/c$^2$ WIMP mass range. Finally, we recast the sensitivity projections for the upcoming DarkSide-20k detector, demonstrating a significantly enhanced discovery potential for low-mass dark matter candidates.
AB - Dark matter detection experiments using liquid argon rely on a precise characterization of the ionization response to nuclear recoils, especially in the keV energy range relevant for light dark matter interactions. In this work, we present a comprehensive analysis that combines new measurements from the ReD setup, part of the DarkSide experimental program, with calibration data from DarkSide-50, as well as results from the ARIS and SCENE experiments. These combined datasets enable improved constraints on atomic screening effects in the modeling of the ionization response of liquid argon to nuclear recoils. By including the updated ionization model into the DarkSide-50 analysis framework, we obtain stronger exclusion limits on low-mass WIMP interactions, setting new world-leading constraints in the 1-3 GeV/c$^2$ WIMP mass range. Finally, we recast the sensitivity projections for the upcoming DarkSide-20k detector, demonstrating a significantly enhanced discovery potential for low-mass dark matter candidates.
KW - hep-ex
KW - hep-ph
U2 - 10.48550/arXiv.2511.13629
DO - 10.48550/arXiv.2511.13629
M3 - Preprint
BT - Sensitivity to low-mass WIMPs with an improved liquid argon ionization response model within the DarkSide programme
PB - arXiv.org
ER -