Scheda XENONnT FINAL




Informazioni generali

Rivelazione diretta di Materia Oscura con rivelatori allo xeno in doppia fase

XENONnT

Progetto

Progetto

RSN4

RSN5

Attività: In Itinere; Data inizio: 2020; Data fine: 2025

andrea.molinario andrea.molinario@inaf.it

Il progetto XENON ha come obiettivo la rivelazione diretta delle particelle costituenti la materia oscura con l’utilizzo di camere a proiezione temporale (TPC) con xeno in doppia fase, le quali permettono di misurare energia e posizione delle particelle interagenti, e quindi definire un volume fiduciale per la reiezione del background. XENON1T ha raggiunto limiti molto stringenti per le interazioni spin-independent tra WIMP e nucleone per quasi tutte le masse maggiori di 100 MeV/c2. La fase attuale è il rivelatore XENONnT con 5.9 t di massa attiva. Il background viene ridotto ulteriormente grazie alla superiore purezza dello xeno e al veto di neutroni. XENONnT è attualmente in presa dati scientifica.

The XENON project aims at direct detection of dark matter particles using dual-phase xenon time projection chambers (TPC). The dual-phase TPC offers the possibility to measure the energy and position of the interacting particles, which in turn allows volume fiducialization for background rejection. XENON1T set strong limits on the spin-independent WIMP-nucleon coupling for almost all WIMP masses greater than 100 MeV/c2. The current phase in the project is the XENONnT detector which is using 5.9 t active mass. The ultra-low background is further reduced in XENONnT by the improved purity of the xenon inventory and the addition of a new neutron veto. XENONnT is currently taking science data.





Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 3
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
O.A. TORINO 3 0 1.60 1.60 1.60 0.80 0.80 0.80 0 0.00
Totali 3 0 1.60 1.60 1.60 0.80 0.80 0.80 0 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
0.0 0.0 0.0 50.0 50.0 50.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1103/PhysRevLett.129.161805 Titolo: Search for New Physics in Electronic Recoil Data from XENONnT Autori:E. Aprile and K. Abe and F. Agostini and S. Ahmed Maouloud and L. Althueser and B. Andrieu and E. A .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review Letters Anno pubblicazione:2022
2 10.1103/PhysRevLett.121.111302 Titolo: Dark Matter Search Results from a One Ton-Year Exposure of XENON1T Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Althueser and F.\hspace0.167emD. .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review Letters Anno pubblicazione:2018
3 10.1103/PhysRevD.102.072004 Titolo: Excess electronic recoil events in XENON1T Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Althueser and F.\hspace0.167emD. .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review D Anno pubblicazione:2020
4 10.1103/PhysRevLett.122.141301 Titolo: Constraining the Spin-Dependent WIMP-Nucleon Cross Sections with XENON1T Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Althueser and F.\hspace0.167emD. .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review Letters Anno pubblicazione:2019
5 10.1103/PhysRevLett.123.241803 Titolo: Search for Light Dark Matter Interactions Enhanced by the Migdal Effect or Bremsstrahlung in XENON1T Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Althueser and F.\hspace0.167emD. .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review Letters Anno pubblicazione:2019
6 10.1126/science.aab2069 Titolo: Exclusion of leptophilic dark matter models using XENON100 electronic recoil data Autori:The XENON Collaboration and E. Aprile and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Arazi and K. Arisaka an .... Publisher:American Association for the Advancement of Science (AAAS) Rivista: Science Anno pubblicazione:2015
7 10.1038/s41586-019-1124-4 Observation of two-neutrino double electron capture in 124Xe with XENON1T E. Aprile, J. Aalbers, F. Agostini, M. Alfonsi, L. Althueser, F. D. Amaro... Nature volume 568, pages532–535(2019)
8 10.1103/PhysRevLett.115.091302 Titolo: Search for Event Rate Modulation in XENON100 Electronic Recoil Data Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and M. Anthony and L. Arazi and K. Arisaka .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review Letters Anno pubblicazione:2015
9 10.1088/1475-7516/2020/11/031 Titolo: Projected WIMP sensitivity of the XENONnT dark matter experiment Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Althueser and F.D. Amaro and V.C. An .... Publisher:IOP Publishing Rivista: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Anno pubblicazione:2020
10 10.1103/PhysRevLett.123.251801 Titolo: Light Dark Matter Search with Ionization Signals in XENON1T Autori:E. Aprile and J. Aalbers and F. Agostini and M. Alfonsi and L. Althueser and F.\hspace0.167emD. .... Publisher:American Physical Society (APS) Rivista: Physical Review Letters Anno pubblicazione:2019



Informazioni Pubbliche

<p>Dark matter; Cold dark matter; WIMPs; Axions; Neutrino astronomy.<br></p>

<p>L’INAF avrà ruolo di leadership per quanto riguarda il Muon Veto dell’esperimento XENONnT. Questo è un rivelatore Cherenkov costituito da una tanica cilindrica di 10 m altezza e 10 m di diametro riempita di acqua, al cui centro è installato il criostato che contiene la TPC di XENONnT. Le pareti della tanica sono instrumentate con un totale di 84 PMTs per la rivelazione della luce Cherenkov prodotta in acqua. Scopo del veto di muoni è identificare e quindi escludere tutti gli eventi causati dai muoni o da particelle figlie dei muoni, in particolare neutroni con energie dell’ordine del GeV.<br>I ricercatori dell’INAF hanno in carico l’operatività del Muon Veto, sia dal punto di vista hardware con l’alimentazione alta tensione dei PMTs e l’elettronica di front-end, che software con l’acquisizione dei dati. I ricercatori INAF hanno inoltre partecipato alla realizzazione del nuovo veto per i neutroni di XENONnT e si occupano dell'analisi dei dati scientifici.</p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 valter.fulgione fulgione@lngs.infn.it O.A. TORINO Y PRIMO RICERCATORE PI gruppo LNGS X X X X X X X OK
2 gian.trinchero giancarlo.trinchero@to.infn.it O.A. TORINO N ASSOCIATO CON INCARICO DI RICERC PI gruppo Torino X X X X X X X OK
3 andrea.molinario andrea.molinario@inaf.it O.A. TORINO Y RICERCATORE Responsabile WG Muon veto X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Finanziato da INFN e diverse agenzie della collaborazione internazionale


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 INFN 0 0 0 50 50 50 0 150


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)