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8 results on '"Collaboration, EDELWEISS"'

1. Optimizing EDELWEISS detectors for low-mass WIMP searches

Author

Arnaud, Q., Armengaud, E., Augier, C., Benoit, A., Berge, L., Billard, J., Broniatowski, A., Camus, P., Cazes, A., Chapellier, M., Charlieux, F., De Jesus, M., Dumoulin, L., Eitel, K., Foerster, N., Gascon, J., Giuliani, A., Gros, M., Hehn, L., Jin, Y., Juillard, A., Kleifges, M., Kozlov, V., Kraus, H., Kudryavtsev, V.A., Le-Sueur, H., Maisonobe, R., Marnieros, S., Navick, X.-F., Nones, C., Olivieri, E., Pari, P., Paul, B., Poda, D., Queguiner, E., Rozov, S., Sanglard, V., Scorza, S., Siebenborn, B., Vagneron, L., Weber, M., Yakushev, E., Collaboration, EDELWEISS, Institut de Physique Nucléaire de Lyon ( IPNL ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Département de Physique Nucléaire (ex SPhN) ( DPHN ), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers ( IRFU ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, Institut Néel ( NEEL ), Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière ( CSNSM ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay, EDELWEISS, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique Nucléaire (ex SPhN) (DPHN), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut Néel (NEEL), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Orsay] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Cryogénie (NEEL - Cryo), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)

Subjects
data analysis method, Particle physics, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), Physics - Instrumentation and Detectors, Physics::Instrumentation and Detectors, Solar neutrino, energy resolution, background: model, FOS: Physical sciences, WIMP: mass, EDELWEISS, 7. Clean energy, 01 natural sciences, statistical analysis, WIMP, Frequentist inference, frequentist, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Sensitivity (control systems), 010306 general physics, [ PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET ] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Physics, 010308 nuclear & particles physics, Detector, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, WIMP nucleon: cross section, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), sensitivity, Weakly interacting massive particles, High Energy Physics::Experiment, Neutrino, performance, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract

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 performance are considered. The optimal strategy for detector optimization depends critically on whether the emphasis is put on WIMP masses below or above $\sim$ 5 GeV/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 $\sigma_{SI} = 7 \times 10^{-42}$ cm$^2$ is expected for a WIMP mass in the range 2$-$5 GeV/c$^2$. The requirements for a future hundred-kilogram scale experiment designed to reach the bounds imposed by the coherent scattering of solar neutrinos are also described. By improving the ionization resolution down to 50 eV$_{ee}$, we show that such an experiment installed in an even lower background environment (e.g. at SNOLAB) should allow to observe about 80 $^8$B neutrino events after discrimination., Comment: 21 pages, 12 figures, submitted to Phys. Rev. D

Published
2018

2. Axion searches with the EDELWEISS-II experiment

Author

Armengaud, E, Arnaud, Q, Augier, C, Benoit, A, Berge, L, Bergmann, T, Bluemer, J, Broniatowski, A, Brudanin, V, Camus, P, Cazes, A, Censier, B, Chapellier, M, Charlieux, F, Couedo, F, Coulter, P, Cox, GA, de Boissiere, T, De Jesus, M, Dolgorouky, Y, Drillien, AA, Dumoulin, L, Eitel, K, Filosofov, D, Fourches, N, Gascon, J, Gerbier, G, Gros, M, Hehn, L, Henry, S, Herve, S, Heuermann, G, Holtzer, N, Humbert, V, Juillard, A, Kefelian, C, Kleifges, M, Kluck, H, Kozlov, V, Kraus, H, Kudryavtsev, VA, Le Sueur, H, Mancuso, M, Marrache-Kikuchi, C, Marnieros, S, Menshikov, A, Navick, X-F, Nones, C, Olivieri, E, Pari, P, Paul, B, Piro, MC, Rigaut, O, Robinson, M, Rozov, S, Sanglard, V, Schmidt, B, Siebenborn, B, Tcherniakhovski, D, Tenconi, M, Vagneron, L, Walker, RJ, Weber, M, Yakushev, E, Zhang, X, Collaboration, EDELWEISS, Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CSNSM INSTR, Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSNSM PS1, Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Souterrain de Modane (LSM - UMR 6417), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), EDELWEISS, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])

Subjects
axions, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), Solar neutrino, BOUNDS, Dark matter, FOS: Physical sciences, GERMANIUM DETECTORS, EDELWEISS, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Nuclear physics, High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph), dark matter experiments DARK-MATTER, 0103 physical sciences, CP INVARIANCE, 010306 general physics, Axion, Physics, dark matter detectors, Solar energetic particles, 010308 nuclear & particles physics, Astronomy and Astrophysics, CRYOGENIC DETECTORS, Baryon, High Energy Physics - Phenomenology, SOLAR AXIONS, [PHYS.HPHE]Physics [physics]/High Energy Physics - Phenomenology [hep-ph], INTERLEAVED ELECTRODES, Neutrino, Lepton, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract

We present new constraints on the couplings of axions and more generic axion-like particles using data from the EDELWEISS-II experiment. The EDELWEISS experiment, located at the Underground Laboratory of Modane, primarily aims at the direct detection of WIMPs using germanium bolometers. It is also sensitive to the low-energy electron recoils that would be induced by solar or dark matter axions. Using a total exposure of up to 448 kg.d, we searched for axion-induced electron recoils down to 2.5 keV within four scenarios involving different hypotheses on the origin and couplings of axions. We set a 95% CL limit on the coupling to photons $g_{A\gamma}

Published
2016

3. Background studies for the EDELWEISS dark matter experiment

Author

Armengaud, E, Augier, C, Benoit, A, Berge, L, Bergmann, T, Bluemer, J, Broniatowski, A, Brudanin, V, Censier, B, Chapellier, M, Charlieux, F, Couedo, F, Coulter, P, Cox, GA, De Jesus, M, Domange, J, Drilien, A-A, Dumoulin, L, Eitel, K, Filosofov, D, Fourches, N, Gascon, J, Gerbier, G, Gros, M, Henry, S, Herve, S, Heuermann, G, Holtzer, N, Juillard, A, Kleifges, M, Kluck, H, Kozlov, V, Kraus, H, Kudryavtsev, VA, Le Sueur, H, Loaiza, P, Marnieros, S, Menshikov, A, Navick, X-F, Nones, C, Olivieri, E, Pari, P, Paul, B, Rigaut, O, Robinson, M, Rozov, S, Sanglard, V, Schmidt, B, Scorza, S, Siebenborn, B, Semikh, S, Tcherniakhovski, D, Torrento-Coello, AS, Vagneron, L, Walker, RJ, Weber, M, Yakushev, E, Zhang, X, Collaboration, EDELWEISS, Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSNSM INSTR, Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), CSNSM PS1, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Laboratoire Souterrain de Modane (LSM - UMR 6417), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), EDELWEISS, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])

Subjects
Physics, Particle physics, Physics - Instrumentation and Detectors, 010308 nuclear & particles physics, Dark matter, FOS: Physical sciences, Astronomy and Astrophysics, Instrumentation and Detectors (physics.ins-det), EDELWEISS, Neutron radiation, 7. Clean energy, 01 natural sciences, High Energy Physics - Experiment, Nuclear physics, High Energy Physics - Experiment (hep-ex), Recoil, WIMP, 0103 physical sciences, Electromagnetic shielding, Neutron, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 010306 general physics, Background radiation
Abstract

The EDELWEISS-II collaboration has completed a direct search for WIMP dark matter using cryogenic Ge detectors (400 g each) and 384 kg$\times$days of effective exposure. A cross-section of $4.4 \times 10^{-8}$ pb is excluded at 90% C.L. for a WIMP mass of 85 GeV. The next phase, EDELWEISS-III, aims to probe spin-independent WIMP-nucleon cross-sections down to a few $\times10^{-9}$ pb. We present here the study of gamma and neutron background coming from radioactive decays in the set-up and shielding materials. We have carried out Monte Carlo simulations for the completed EDELWEISS-II setup with GEANT4 and normalised the expected background rates to the measured radioactivity levels (or their upper limits) of all materials and components. The expected gamma-ray event rate in EDELWEISS-II at 20-200 keV agrees with the observed rate of 82 events/kg/day within the uncertainties in the measured concentrations. The calculated neutron rate from radioactivity of 1.0-3.1 events (90% C.L.) at 20-200 keV in the EDELWEISS-II data together with the expected upper limit on the misidentified gamma-ray events ($\le0.9$), surface betas ($\le0.3$), and muon-induced neutrons ($\le0.7$), do not contradict 5 observed events in nuclear recoil band. We have then extended the simulation framework to the EDELWEISS-III configuration with 800 g crystals, better material purity and additional neutron shielding inside the cryostat. The gamma-ray and neutron backgrounds in 24 kg fiducial mass of EDELWEISS-III have been calculated as 14-44 events/kg/day and 0.7-1.4 events per year, respectively. The results of the background studies performed in the present work have helped to select better purity components and improve shielding in EDELWEISS-III to further reduce the expected rate of background events in the next phase of the experiment., Comment: 15 pages, 9 figures, to be published in Astroparticle Physics

Published
2013

4. EDELWEISS

Author

Kraus, H and Collaboration, EDELWEISS

Subjects
Physics::Instrumentation and Detectors, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, High Energy Physics::Experiment
Abstract

The EDELWEISS-II collaboration has performed a direct search for WIMP dark matter with an array of ten 400 g heat-and-ionization cryogenic detectors equipped with interleaved electrodes for the rejection of near-surface events. Results from eleven months of continuous operation at the Laboratoire Souterrain de Modane are shown and their interpretation in terms of limits on the cross-section of spin-independent interactions of WIMPs and nucleons presented. The result obtained demonstrates the excellent background rejection capabilities of these simple and robust detectors in an actual WIMP search experiment. © 2012 American Institute of Physics.

Published
2012

5. Final results of the EDELWEISS-II WIMP search using a 4-kg array of cryogenic germanium detectors with interleaved electrodes

Author

Armengaud, E, Augier, C, Benoit, A, Berge, L, Bluemer, J, Broniatowski, A, Brudanin, V, Censier, B, Chardin, G, Chapellier, M, Charlieux, F, Coulter, P, Cox, GA, Defay, X, De Jesus, M, Dolgorouki, Y, Domange, J, Dumoulin, L, Eitel, K, Filosofov, D, Fourches, N, Gascon, J, Gerbier, G, Gironnet, J, Gros, M, Henry, S, Herve, S, Juillard, A, Kluck, H, Kozlov, V, Kraus, H, Kudryavtsev, VA, Loaiza, P, Marnieros, S, Navick, X-F, Nones, C, Olivieri, E, Pari, P, Pattavina, L, Paul, B, Robinson, M, Rozov, S, Sanglard, V, Schmidt, B, Scorza, S, Semikh, S, Torrento-Coello, AS, Vagneron, L, Verdier, M-A, Walker, RJ, Yakushev, E, Collaboration, EDELWEISS, Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Souterrain de Modane (LSM - UMR 6417), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), EDELWEISS, HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)

Subjects
Cryogenic Ge detectors, Nuclear and High Energy Physics, Particle physics, Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO), [SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], Physics::Instrumentation and Detectors, Dark matter, FOS: Physical sciences, WIMP searches, chemistry.chemical_element, Germanium, EDELWEISS, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Particle detector, High Energy Physics - Experiment, Nuclear physics, [PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO], High Energy Physics - Experiment (hep-ex), Recoil, WIMP, 0103 physical sciences, [PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex], Nuclear Experiment, 010306 general physics, Physics, 010308 nuclear & particles physics, Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics, 3. Good health, Semiconductor detector, chemistry, High Energy Physics::Experiment, Nucleon, Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics
Abstract

The EDELWEISS-II collaboration has completed a direct search for WIMP dark matter with an array of ten 400-g cryogenic germanium detectors in operation at the Laboratoire Souterrain de Modane. The combined use of thermal phonon sensors and charge collection electrodes with an interleaved geometry enables the efficient rejection of gamma-induced radioactivity as well as near-surface interactions. A total effective exposure of 384 kg.d has been achieved, mostly coming from fourteen months of continuous operation. Five nuclear recoil candidates are observed above 20 keV, while the estimated background is 3.0 events. The result is interpreted in terms of limits on the cross-section of spin-independent interactions of WIMPs and nucleons. A cross-section of 4.4x10^-8 pb is excluded at 90%CL for a WIMP mass of 85 GeV. New constraints are also set on models where the WIMP-nucleon scattering is inelastic., 23 pages, 5 figures; matches published version

Published
2011

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