Limits on the spin-dependent WIMP-nucleon cross-sections from the first science run of the ZEPLIN-III experiment
V. N. Lebedenko
,
H. M. Araujo
,
E. J. Barnes
,
A. Bewick
,
R. Cashmore
,
V. Chepel
,
D. Davidge
,
J.V. Dawson
(1)
,
T. Durkin
,
B. Edwards
,
C. Ghag
,
V. Graffagnino
,
M. Horn
,
A. S. Howard
,
A. J. Hughes
,
W. G. Jones
,
M. Joshi
,
G. E. Kalmus
,
A. G. Kovalenko
,
A. Lindote
,
I. Liubarsky
,
M. I. Lopes
,
R. Luscher
,
K. Lyons
,
P. Majewski
,
A. Stj. Murphy
,
F. Neves
,
J. Pinto da Cunha
,
R. Preece
,
J. J. Quenby
,
P. R. Scovell
,
C. Silva
,
V. N. Solovov
,
N. J. T. Smith
,
P. F. Smith
,
V. N. Stekhanov
,
T. J. Sumner
,
C. Thorne
,
R. J. Walker
V. N. Lebedenko
- Fonction : Auteur
H. M. Araujo
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E. J. Barnes
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A. Bewick
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R. Cashmore
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V. Chepel
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D. Davidge
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J.V. Dawson
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- PersonId : 738742
- IdHAL : jaime-dawson
- ORCID : 0000-0002-6301-5854
- IdRef : 219793581
T. Durkin
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B. Edwards
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C. Ghag
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V. Graffagnino
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M. Horn
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A. S. Howard
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A. J. Hughes
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W. G. Jones
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M. Joshi
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G. E. Kalmus
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A. G. Kovalenko
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A. Lindote
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I. Liubarsky
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M. I. Lopes
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R. Luscher
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K. Lyons
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P. Majewski
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A. Stj. Murphy
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F. Neves
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J. Pinto da Cunha
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R. Preece
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J. J. Quenby
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P. R. Scovell
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C. Silva
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V. N. Solovov
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N. J. T. Smith
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P. F. Smith
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V. N. Stekhanov
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T. J. Sumner
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C. Thorne
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R. J. Walker
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Résumé
We present new experimental constraints on the WIMP-nucleon spin-dependent elastic cross-sections using data from the first science run of ZEPLIN-III, a two-phase xenon experiment searching for galactic dark matter WIMPs based at the Boulby mine. Analysis of $\sim$450 kg$\cdot$days fiducial exposure revealed a most likely signal of zero events, leading to a 90%-confidence upper limit on the pure WIMP-neutron cross-section of $\sigma_n=1.8\times 10^{-2}$ pb at 55 GeV/$c^2$ WIMP mass. Recent calculations of the nuclear spin structure based on the Bonn CD nucleon-nucleon potential were used for the odd-neutron isotopes $^{129}$Xe and $^{131}$Xe. These indicate that the sensitivity of xenon targets to the spin-dependent WIMP-proton interaction is much lower than implied by previous calculations, whereas the WIMP-neutron sensitivity is impaired only by a factor of $\sim$2.