A next-generation liquid xenon observatory for dark matter and neutrino physics

J. Aalbers, S. S. Abdussalam, K. Abe, V. Aerne, F. Agostini, S. Ahmed Maouloud, D. S. Akerib, D. Y. Akimov, J. Akshat, A. K. Al Musalhi, F. Alder, S. K. Alsum, L. Althueser, C. S. Amarasinghe, F. D. Amaro, A. Ames, T. J. Anderson, B. Andrieu, N. Angelides, E. AngelinoJ. Angevaare, V. C. Antochi, D. Antón Martin, B. Antunovic, E. Aprile, H. M. Araújo, J. E. Armstrong, F. Arneodo, M. Arthurs, P. Asadi, S. Baek, X. Bai, D. Bajpai, A. Baker, J. Balajthy, S. Balashov, M. Balzer, A. Bandyopadhyay, J. Bang, E. Barberio, J. W. Bargemann, L. Baudis, D. Bauer, D. Baur, A. Baxter, A. L. Baxter, M. Bazyk, K. Beattie, J. Behrens, N. F. Bell, L. Bellagamba, P. Beltrame, M. Benabderrahmane, E. P. Bernard, G. F. Bertone, P. Bhattacharjee, A. Bhatti, A. Biekert, T. P. Biesiadzinski, A. R. Binau, R. Biondi, Y. Biondi, H. J. Birch, F. Bishara, A. Bismark, C. Blanco, G. M. Blockinger, E. Bodnia, C. Boehm, A. I. Bolozdynya, P. D. Bolton, S. Bottaro, C. Bourgeois, B. Boxer, P. Brás, A. Breskin, P. A. Breur, C. A.J. Brew, J. Brod, E. Brookes, A. Brown, E. Brown, S. Bruenner, G. Bruno, R. Budnik, T. K. Bui, S. Burdin, S. Buse, J. K. Busenitz, D. Buttazzo, M. Buuck, A. Buzulutskov, R. Cabrita, C. Cai, D. Cai, C. Capelli, J. M.R. Cardoso, M. C. Carmona-Benitez, M. Cascella, R. Catena, S. Chakraborty, C. Chan, S. Chang, A. Chauvin, A. Chawla, H. Chen, V. Chepel, N. I. Chott, D. Cichon, A. Cimental Chavez, B. Cimmino, M. Clark, R. T. Co, A. P. Colijn, J. Conrad, M. V. Converse, M. Costa, A. Cottle, G. Cox, O. Creaner, J. J. Cuenca Garcia, J. P. Cussonneau, J. E. Cutter, C. E. Dahl, V. D'Andrea, A. David, M. P. Decowski, J. B. Dent, F. F. Deppisch, L. De Viveiros, P. Di Gangi, A. Di Giovanni, S. Di Pede, J. Dierle, S. Diglio, J. E.Y. Dobson, M. Doerenkamp, D. Douillet, G. Drexlin, E. Druszkiewicz, D. Dunsky, K. Eitel, A. Elykov, T. Emken, R. Engel, S. R. Eriksen, M. Fairbairn, A. Fan, J. J. Fan, S. J. Farrell, S. Fayer, N. M. Fearon, A. Ferella, C. Ferrari, A. Fieguth, A. Fieguth, S. Fiorucci, H. Fischer, H. Flaecher, M. Flierman, T. Florek, R. Foot, P. J. Fox, R. Franceschini, E. D. Fraser, C. S. Frenk, S. Frohlich, T. Fruth, W. Fulgione, C. Fuselli, P. Gaemers, R. Gaior, R. J. Gaitskell, M. Galloway, F. Gao, I. Garcia Garcia, J. Genovesi, C. Ghag, S. Ghosh, E. Gibson, W. Gil, D. Giovagnoli, F. Girard, R. Glade-Beucke, F. Glück, S. Gokhale, A. De Gouvêa, L. Gráf, L. Grandi, J. Grigat, B. Grinstein, M. G.D. Van Der Grinten, R. Grössle, H. Guan, M. Guida, R. Gumbsheimer, C. B. Gwilliam, C. R. Hall, L. J. Hall, R. Hammann, K. Han, V. Hannen, S. Hansmann-Menzemer, R. Harata, S. P. Hardin, E. Hardy, C. A. Hardy, K. Harigaya, R. Harnik, S. J. Haselschwardt, M. Hernandez, S. A. Hertel, A. Higuera, C. Hils, S. Hochrein, L. Hoetzsch, M. Hoferichter, N. Hood, D. Hooper, M. Horn, J. Howlett, D. Q. Huang, Y. Huang, D. Hunt, M. Iacovacci, G. Iaquaniello, R. Ide, C. M. Ignarra, G. Iloglu, Y. Itow, E. Jacquet, O. Jahangir, J. Jakob, R. S. James, A. Jansen, W. Ji, X. Ji, F. Joerg, J. Johnson, A. Joy, A. C. Kaboth, L. Kalhor, A. C. Kamaha, K. Kanezaki, K. Kar, M. Kara, N. Kato, P. Kavrigin, S. Kazama, A. W. Keaveney, J. Kellerer, D. Khaitan, A. Khazov, G. Khundzakishvili, I. Khurana, B. Kilminster, M. Kleifges, P. Ko, M. Kobayashi, D. Kodroff, G. Koltmann, A. Kopec, A. Kopmann, J. Kopp, L. Korley, V. N. Kornoukhov, E. V. Korolkova, H. Kraus, L. M. Krauss, S. Kravitz, L. Kreczko, V. A. Kudryavtsev, F. Kuger, J. Kumar, B. López Paredes, L. Lacascio, R. Laha, Q. Laine, H. Landsman, R. F. Lang, E. A. Leason, J. Lee, D. S. Leonard, K. T. Lesko, L. Levinson, C. Levy, I. Li, S. C. Li, T. Li, S. Liang, C. S. Liebenthal, J. Lin, Q. Lin, S. Lindemann, M. Lindner, A. Lindote, R. Linehan, W. H. Lippincott, X. Liu, K. Liu, J. Liu, J. Loizeau, F. Lombardi, J. Long, M. I. Lopes, E. Lopez Asamar, W. Lorenzon, C. Lu, S. Luitz, Y. Ma, P. A.N. Machado, C. Macolino, T. Maeda, J. Mahlstedt, P. A. Majewski, A. Manalaysay, A. Mancuso, L. Manenti, A. Manfredini, R. L. Mannino, N. Marangou, J. March-Russell, F. Marignetti, T. Marrodán Undagoitia, K. Martens, R. Martin, I. Martinez-Soler, J. Masbou, D. Masson, E. Masson, S. Mastroianni, M. Mastronardi, J. A. Matias-Lopes, M. E. McCarthy, N. McFadden, E. McGinness, D. N. McKinsey, J. McLaughlin, K. McMichael, P. Meinhardt, J. Menéndez, Y. Meng, M. Messina, R. Midha, D. Milisavljevic, E. H. Miller, B. Milosevic, S. Milutinovic, S. A. Mitra, K. Miuchi, E. Mizrachi, K. Mizukoshi, A. Molinario, A. Monte, C. M.B. Monteiro, M. E. Monzani, J. S. Moore, K. Morå, J. A. Morad, J. D. Morales Mendoza, S. Moriyama, E. Morrison, E. Morteau, Y. Mosbacher, B. J. Mount, J. Mueller, A. St J. Murphy, M. Murra, D. Naim, S. Nakamura, E. Nash, N. Navaieelavasani, A. Naylor, C. Nedlik, H. N. Nelson, F. Neves, J. L. Newstead, K. Ni, J. A. Nikoleyczik, V. Niro, U. G. Oberlack, M. Obradovic, K. Odgers, C. A.J. O'Hare, P. Oikonomou, I. Olcina, K. Oliver-Mallory, A. Oranday, J. Orpwood, I. Ostrovskiy, K. Ozaki, B. Paetsch, S. Pal, J. Palacio, K. J. Palladino, J. Palmer, P. Panci, M. Pandurovic, A. Parlati, N. Parveen, S. J. Patton, V. Pěč, Q. Pellegrini, B. Penning, G. Pereira, R. Peres, Y. Perez-Gonzalez, E. Perry, T. Pershing, R. Petrossian-Byrne, J. Pienaar, A. Piepke, G. Pieramico, M. Pierre, M. Piotter, V. Pizzella, G. Plante, T. Pollmann, D. Porzio, J. Qi, Y. Qie, J. Qin, F. Quevedo, N. Raj, M. Rajado Silva, K. Ramanathan, D. Ramírez García, J. Ravanis, L. Redard-Jacot, D. Redigolo, S. Reichard, J. Reichenbacher, C. A. Rhyne, A. Richards, Q. Riffard, G. R.C. Rischbieter, A. Rocchetti, S. L. Rosenfeld, R. Rosero, N. Rupp, T. Rushton, S. Saha, P. Salucci, L. Sanchez, P. Sanchez-Lucas, D. Santone, J. M.F. Dos Santos, I. Sarnoff, G. Sartorelli, A. B.M.R. Sazzad, M. Scheibelhut, R. W. Schnee, M. Schrank, J. Schreiner, P. Schulte, D. Schulte, H. Schulze Eissing, M. Schumann, T. Schwemberger, A. Schwenk, T. Schwetz, L. Scotto Lavina, P. R. Scovell, H. Sekiya, M. Selvi, E. Semenov, F. Semeria, P. Shagin, S. Shaw, S. Shi, E. Shockley, T. A. Shutt, R. Si-Ahmed, J. J. Silk, C. Silva, M. C. Silva, H. Simgen, F. Šimkovic, G. Sinev, R. Singh, W. Skulski, J. Smirnov, R. Smith, M. Solmaz, V. N. Solovov, P. Sorensen, J. Soria, T. J. Sparmann, I. Stancu, M. Steidl, A. Stevens, K. Stifter, L. E. Strigari, D. Subotic, B. Suerfu, A. M. Suliga, T. J. Sumner, P. Szabo, M. Szydagis, A. Takeda, Y. Takeuchi, P. L. Tan, C. Taricco, W. C. Taylor, D. J. Temples, A. Terliuk, P. A. Terman, D. Thers, K. Thieme, T. Thümmler, D. R. Tiedt, M. Timalsina, W. H. To, F. Toennies, Z. Tong, F. Toschi, D. R. Tovey, J. Tranter, M. Trask, G. C. Trinchero, M. Tripathi, D. R. Tronstad, R. Trotta, Y. D. Tsai, C. D. Tunnell, W. G. Turner, R. Ueno, P. Urquijo, U. Utku, A. Vaitkus, K. Valerius, E. Vassilev, S. Vecchi, V. Velan, S. Vetter, A. C. Vincent, L. Vittorio, G. Volta, B. Von Krosigk, M. Von Piechowski, D. Vorkapic, C. E.M. Wagner, A. M. Wang, B. Wang, Y. Wang, W. Wang, J. J. Wang, L. T. Wang, M. Wang, Y. Wang, J. R. Watson, Y. Wei, C. Weinheimer, E. Weisman, M. Weiss, D. Wenz, S. M. West, T. J. Whitis, M. Williams, M. J. Wilson, D. Winkler, C. Wittweg, J. Wolf, T. Wolf, F. L.H. Wolfs, S. Woodford, D. Woodward, C. J. Wright, V. H.S. Wu, P. Wu, S. Wüstling, M. Wurm, Q. Xia, X. Xiang, Y. Xing, J. Xu, Z. Xu, D. Xu, M. Yamashita, R. Yamazaki, H. Yan, L. Yang, Y. Yang, J. Ye, M. Yeh, I. Young, H. B. Yu, T. T. Yu, L. Yuan, G. Zavattini, S. Zerbo, Y. Zhang, M. Zhong, N. Zhou, X. Zhou, T. Zhu, Y. Zhu, Y. Zhuang, J. P. Zopounidis, K. Zuber, J. Zupan

Research output: Contribution to journalReview articlepeer-review

42 Scopus citations

Abstract

The nature of dark matter and properties of neutrinos are among the most pressing issues in contemporary particle physics. The dual-phase xenon time-projection chamber is the leading technology to cover the available parameter space for weakly interacting massive particles, while featuring extensive sensitivity to many alternative dark matter candidates. These detectors can also study neutrinos through neutrinoless double-beta decay and through a variety of astrophysical sources. A next-generation xenon-based detector will therefore be a true multi-purpose observatory to significantly advance particle physics, nuclear physics, astrophysics, solar physics, and cosmology. This review article presents the science cases for such a detector.

Original languageEnglish (US)
Article number013001
JournalJournal of Physics G: Nuclear and Particle Physics
Volume50
Issue number1
DOIs
StatePublished - Jan 2023

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Nuclear and High Energy Physics

Fingerprint

Dive into the research topics of 'A next-generation liquid xenon observatory for dark matter and neutrino physics'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this