Sensitivity of the SHiP experiment to light dark matter

Ahdida, C.; Shaposhnikov, M.; Bagulya, A.; Etenko, A.; Khalikov, E.; Ovchynnikov, M.; Di Marco, N.; Marsh, S.; Back, J. J.; Simone, S.; Golovatiuk, A.; Rokujo, H.; Quercia, A.; Naganawa, N.; Fraser, M.; Shibuya, H.; Rakai, A.; Takahashi, S.; Montanari, A.; Dallavalle, G. M.; Buonaura, A.; Nakano, T.; Kostyukhin, V.; Rinaldesi, M.; Boyarsky, A.; Golovtsov, V.; Dubreuil, A.; Donskov, S.; Williams, O.; Datwyler, A.; Loschiavo, V. P.; Pacholek, P.; Treille, D.; Schliwinski, J. S.; Betancourt, C.; Kain, V.; Ruf, T.; Harris, I. W.; Blanco, A.; Frugiuele, C.; Ko, J.-W.; Brenner, R.; Yilmaz, D.; Lanfranchi, G.; Pastore, A.; Ratnikov, F.; Gorshenkov, M.; Kovalenko, S.; Khabibullin, M.; Okateva, N.; Sato, O.; Osborne, J.; Kershaw, K.; Maleev, V.; Tastet, J. L.; Rodin, Volodymyr; Hessler, C.; Yilmazer, A. U.; Graverini, E.; Prota, A.; Park, B. D.; Kudenko, Y.; Shevchenko, V.; Timiryasov, I.; Iuliano, A.; Perillo-Marcone, A.; Maltoni, F.; Hollnagel, A.; Dib, C.; Volkov, A.; Haefeli, G. J.; Malinin, A.; Rovelli, T.; Franco, C.; Manabe, Y.; Kolesnikov, A.; Nishio, A.; Wertelaers, P.; Lantwin, O.; Froeschl, R.; Sanz Ull, A.; Di Giulio, L.; Stoel, L.; Rademakers, A.; Filippov, K.; Robbe, P.; Shchedrina, T.; Suzuki, Y.; Magnan, A.; Saputi, A.; D’Appollonio, G.; Bonivento, W. M.; Gatignon, L.; Obinyakov, B.; Paoloni, A.; Managadze, A. K.; Sokolenko, A.; Grenard, J.-L.; Montesi, M. C.; Joković, D.; Bay, A.; Grandchamp, A. L.; Bezshyiko, I.; Gorkavenko, V.; De Roeck, A.; Ogawa, S.; Guz, Yu.; Ruchayskiy, O.; Khaustov, G.; Morishima, K.; van Waasen, Stefan; Ehlert, M.; Redi, F.; Visone, C.; Vincke, Heinz; Boehm, J.; Atkin, E.; Silverstein, S. B.; Azorskiy, N.; Gall, J.; Golutvin, A.; Opitz, B.; Kim, V.; Manfredi, M.; Shakin, A.; Poliakov, V.; Milstead, D. A.; Kormannshaus, S.; Maalmi, J.; Rosa, G.; Uteshev, Z.; Enik, T.; Ricciardi, S.; Shirobokov, S.; Tramontano, F.; Lopes, L.; Mikhaylov, Yu.; Berdnikov, A. Y.; Tsenov, R.; Shchutska, L.; Di Crescenzo, A.; Woo, J.-K.; Patel, M.; Bencivenni, G.; Durhan, O.; Miano, A.; Congedo, L.; Iaselli, G.; Tosi, N.; Zelenov, A.; Wanke, R.; Prokudin, M.; Bardou, F.; Vincke, Helmut; Rawlings, T.; Rodrigues Cavalcante, A. B.; Hagner, C.; Charitonidis, N.; Fabbri, F.; Lévy, J.-M.; Lee, K. Y.; Karpenkov, D.; Schmidt-Parzefall, W.; Kim, Y. G.; Alexandrov, A.; Kuznetsova, E.; De Lellis, G.; Dedenko, L.; Kamiscioglu, C.; Lyubovitskij, V.; Ninin, P.; Vilchinski, S.; Stramaglia, M. E.; Than Naing, S.; Dougherty, L. A.; Grichine, V.; Casolino, M.; Bogomilov, M.; Muttoni, Y.; Golubkov, D.; Domenici, D.; Movchan, S.; De Carvalho Saraiva, J.; Chepurnov, A.; Sukhonos, D.; Ulin, S.; Nasybulin, S.; Jonker, M.; Cicero, V.; Buonocore, L.; Ustyuzhanin, A.; Novikov, A.; Santos Diaz, P.; Buontempo, S.; Breton, D.; Mineev, O.; Krasilnikova, I.; Vankova-Kirilova, G.; Ciambrone, P.; Wurm, M.; Kadenko, I.; Elikkaya, E.; Zimmerman, J.; Baranov, A.; de Asmundis, R.; Galati, G.; Shustov, A.; Fonte, P.; Khotyantsev, A.; Venturi, V.; Vannucci, F.; Drohan, V.; Baaltasar Dos Santos, F.; Dergachev, P.; Simoniello, R.; Podgrudkov, D.; Korol, I.; Owtscharenko, N.; De Simone, D.; Bauche, J.; Barker, G. J.; Dmitrenko, V.; Petridis, K.; Lamont, M.; Roganova, T.; Kolev, D. I.; Xella, S.; Solodko, E.; Kodama, K.; Mattelaer, O.; Savchenko, E. S.; Lauria, A.; Cornelis, K.; Marshall, A. M.; Serra, N.; Zaytsev, Yu.; Fedin, O.; Albanese, R.; Samsonov, V.; Gorbunov, S.; Hosseini, B.; Chauveau, J.; Koukovini Platia, E.; Polukhina, N.; Boiarska, I.; Bieschke, S.; Fukuda, T.; Kurochka, V.; Choi, K.-Y.; Aoki, S.; Arduini, G.; Korzenev, A.; Battistin, M.; Borburgh, J.; Kono, A.; Dolmatov, A.; Skorokhvatov, M.; Golinka-Bezshyyko, L.; Fedotovs, F.; Jacobsson, R.; Berdnikov, Y. A.; Tommasini, D.; Owen, P. H.; Petrov, A.; Cadeddu, S.; Calviani, M.; Bick, D.; Mikado, S.; Prieto Prieto, J.; Guler, A. M.; Konovalova, N.; Gorbunov, D.; Akmete, A.; Voronkov, R.; Kaiser, B.; Shadura, O.; Shatalov, P.; Chau, P.; Rodin, Viktor; Sgobba, S.; Nakamura, M.; Uvarov, L.; Tioukov, V.; Gruzinskii, N.; Hakobyan, H.; Fresa, R.; Goddard, B.; Felici, G.; Bezshyyko, O.; Kolosov, V.; Ferrillo, M.; Mefodev, A.; Cristinziani, M.; Ferro-Luzzi, M.; Gentile, V.; Teterin, P.; Grenier, D.; Mermod, P.; Lee, K. S.; Fini, R. A.; Gavrilov, G.; Bondarenko, K.; Bayliss, V.; Korol’ko, I.; Bertani, M.; Samoylenko, V.; Dijkstra, H.; Kitagawa, N.; Büscher, V.; Grachev, V.; Starkov, N.; Komatsu, M.; van Herwijnen, E.; Gorbounov, P.; Smirnov, S.; Kurbatov, E.; Khoriauli, G.; Campanelli, M.; Lopez Sola, E.; Vlasik, K.; Calcaterra, A.; De Serio, M.; Torii, M.; Chernyavskiy, M.; Pereyma, D.; Crupano, A.; D’Ambrosio, N.; Anokhina, A.; Petkov, G. L.; de Magistris, M.; Yoon, C. S.; Chumakov, A.; Kurbatov, P.; Ursov, E.; Lacker, H. M.; Sohn, J. Y.; Hushchyn, M.; Sanchez Galan, F.

doi:10.1007/JHEP04(2021)199

Journal Article

FZJ-2022-03925

Sensitivity of the SHiP experiment to light dark matter

Ahdida, C. ; Akmete, A. ; Albanese, R. ; Alexandrov, A. ; Anokhina, A. ; Aoki, S. ; Arduini, G. ; Atkin, E. ; Azorskiy, N. ; Back, J. J. ; Bagulya, A. ; Baaltasar Dos Santos, F. ; Baranov, A. ; Bardou, F. ; Barker, G. J. ; Battistin, M. ; Bauche, J. ; Bay, A. ; Bayliss, V. ; Bencivenni, G. ; Berdnikov, A. Y. ; Berdnikov, Y. A. ; Bertani, M. ; Betancourt, C. ; Bezshyiko, I. ; Bezshyyko, O. ; Bick, D. ; Bieschke, S. ; Blanco, A. ; Boehm, J. ; Bogomilov, M. ; Boiarska, I. ; Bondarenko, K. ; Bonivento, W. M. ; Borburgh, J. ; Boyarsky, A. ; Brenner, R. ; Breton, D. ; Büscher, V. ; Buonaura, A. ; Buonocore, L. ; Buontempo, S. ; Cadeddu, S. ; Calcaterra, A. ; Calviani, M. ; Campanelli, M. ; Casolino, M. ; Charitonidis, N. ; Chau, P. ; Chauveau, J. ; Chepurnov, A. ; Chernyavskiy, M. ; Choi, K.-Y. ; Chumakov, A. ; Ciambrone, P. ; Cicero, V. ; Congedo, L. ; Cornelis, K. ; Cristinziani, M. ; Crupano, A. ; Dallavalle, G. M. ; Datwyler, A. ; D’Ambrosio, N. ; D’Appollonio, G. ; de Asmundis, R. ; De Carvalho Saraiva, J. ; De Lellis, G. ; de Magistris, M. ; De Roeck, A. ; De Serio, M. ; De Simone, D. ; Dedenko, L. ; Dergachev, P. ; Di Crescenzo, A. ; Di Giulio, L. ; Di Marco, N. ; Dib, C. ; Dijkstra, H. ; Dmitrenko, V. ; Dougherty, L. A. ; Dolmatov, A. ; Domenici, D. ; Donskov, S. ; Drohan, V. ; Dubreuil, A. ; Durhan, O. ; Ehlert, M. ; Elikkaya, E. ; Enik, T. ; Etenko, A. ; Fabbri, F. ; Fedin, O. ; Fedotovs, F. ; Felici, G. ; Ferrillo, M. (Corresponding author) ; Ferro-Luzzi, M. ; Filippov, K. ; Fini, R. A. ; Fonte, P. ; Franco, C. ; Fraser, M. ; Fresa, R. ; Froeschl, R. ; Frugiuele, C. ; Fukuda, T. ; Galati, G. ; Gall, J. ; Gatignon, L. ; Gavrilov, G. ; Gentile, V. ; Goddard, B. ; Golinka-Bezshyyko, L. ; Golovatiuk, A. ; Golovtsov, V. ; Golubkov, D. ; Golutvin, A. ; Gorbounov, P. ; Gorbunov, D. ; Gorbunov, S. ; Gorkavenko, V. ; Gorshenkov, M. ; Grachev, V. ; Grandchamp, A. L. ; Graverini, E. ; Grenard, J.-L. ; Grenier, D. ; Grichine, V. ; Gruzinskii, N. ; Guler, A. M. ; Guz, Y. ; Haefeli, G. J. ; Hagner, C. ; Hakobyan, H. ; Harris, I. W. ; van Herwijnen, E. ; Hessler, C. ; Hollnagel, A. ; Hosseini, B. ; Hushchyn, M. ; Iaselli, G. ; Iuliano, A. ; Jacobsson, R. ; Joković, D. ; Jonker, M. ; Kadenko, I. ; Kain, V. ; Kaiser, B. ; Kamiscioglu, C. ; Karpenkov, D. ; Kershaw, K. ; Khabibullin, M. ; Khalikov, E. ; Khaustov, G. ; Khoriauli, G. ; Khotyantsev, A. ; Kim, Y. G. ; Kim, V. ; Kitagawa, N. ; Ko, J.-W. ; Kodama, K. ; Kolesnikov, A. ; Kolev, D. I. ; Kolosov, V. ; Komatsu, M. ; Kono, A. ; Konovalova, N. ; Kormannshaus, S. ; Korol, I. ; Korol’ko, I. ; Korzenev, A. ; Kostyukhin, V. ; Koukovini Platia, E. ; Kovalenko, S. ; Krasilnikova, I. ; Kudenko, Y. ; Kurbatov, E. ; Kurbatov, P. ; Kurochka, V. ; Kuznetsova, E. ; Lacker, H. M. ; Lamont, M. ; Lanfranchi, G. ; Lantwin, O. ; Lauria, A. ; Lee, K. S. ; Lee, K. Y. ; Lévy, J.-M. ; Loschiavo, V. P. ; Lopes, L. ; Lopez Sola, E. ; Lyubovitskij, V. ; Maalmi, J. ; Magnan, A. ; Maleev, V. ; Malinin, A. ; Maltoni, F. ; Manabe, Y. ; Managadze, A. K. ; Manfredi, M. ; Marsh, S. ; Marshall, A. M. ; Mattelaer, O. ; Mefodev, A. ; Mermod, P. ; Miano, A. ; Mikado, S. ; Mikhaylov, Y. ; Milstead, D. A. ; Mineev, O. ; Montanari, A. ; Montesi, M. C. ; Morishima, K. ; Movchan, S. ; Muttoni, Y. ; Naganawa, N. ; Nakamura, M. ; Nakano, T. ; Nasybulin, S. ; Ninin, P. ; Nishio, A. ; Novikov, A. ; Obinyakov, B. ; Ogawa, S. ; Okateva, N. ; Opitz, B. ; Osborne, J. ; Ovchynnikov, M. ; Owtscharenko, N. ; Owen, P. H. ; Pacholek, P. ; Paoloni, A. ; Park, B. D. ; Pastore, A. ; Patel, M. ; Pereyma, D. ; Perillo-Marcone, A. ; Petkov, G. L. ; Petridis, K. ; Petrov, A. ; Podgrudkov, D. ; Poliakov, V. ; Polukhina, N. ; Prieto Prieto, J. ; Prokudin, M. ; Prota, A. ; Quercia, A. ; Rademakers, A. ; Rakai, A. ; Ratnikov, F. ; Rawlings, T. ; Redi, F. ; Ricciardi, S. ; Rinaldesi, M. ; Rodin, V. ; Rodin, V. ; Robbe, P. ; Rodrigues Cavalcante, A. B. ; Roganova, T. ; Rokujo, H. ; Rosa, G. ; Rovelli, T. ; Ruchayskiy, O. ; Ruf, T. ; Samoylenko, V. ; Samsonov, V. ; Sanchez Galan, F. ; Santos Diaz, P. ; Sanz Ull, A. ; Saputi, A. ; Sato, O. ; Savchenko, E. S. ; Schliwinski, J. S. ; Schmidt-Parzefall, W. ; Serra, N. ; Sgobba, S. ; Shadura, O. ; Shakin, A. ; Shaposhnikov, M. ; Shatalov, P. ; Shchedrina, T. ; Shchutska, L. ; Shevchenko, V. ; Shibuya, H. ; Shirobokov, S. ; Shustov, A. ; Silverstein, S. B. ; Simone, S. ; Simoniello, R. ; Skorokhvatov, M. ; Smirnov, S. ; Sohn, J. Y. ; Sokolenko, A. ; Solodko, E. ; Starkov, N. ; Stoel, L. ; Stramaglia, M. E. ; Sukhonos, D. ; Suzuki, Y. ; Takahashi, S. ; Tastet, J. L. ; Teterin, P. ; Than Naing, S. ; Timiryasov, I. ; Tioukov, V. ; Tommasini, D. ; Torii, M. ; Tosi, N. ; Tramontano, F. ; Treille, D. ; Tsenov, R. ; Ulin, S. ; Ursov, E. ; Ustyuzhanin, A. ; Uteshev, Z. ; Uvarov, L. ; Vankova-Kirilova, G. ; Vannucci, F. ; Venturi, V. ; Vilchinski, S. ; Vincke, H. ; Vincke, H. ; Visone, C. ; Vlasik, K. ; Volkov, A. ; Voronkov, R. ; van Waasen, S.FZJ* ; Wanke, R. ; Wertelaers, P. ; Williams, O. ; Woo, J.-K. ; Wurm, M. ; Xella, S. ; Yilmaz, D. ; Yilmazer, A. U. ; Yoon, C. S. ; Zaytsev, Y. ; Zelenov, A. ; Zimmerman, J.

2021
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 2021(4), 199 (2021) [10.1007/JHEP04(2021)199]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/32306 doi:10.1007/JHEP04(2021)199

Abstract: Dark matter is a well-established theoretical addition to the Standard Model supported by many observations in modern astrophysics and cosmology. In this context, the existence of weakly interacting massive particles represents an appealing solution to the observed thermal relic in the Universe. Indeed, a large experimental campaign is ongoing for the detection of such particles in the sub-GeV mass range. Adopting the benchmark scenario for light dark matter particles produced in the decay of a dark photon, with αD = 0.1 and mA′ = 3mχ, we study the potential of the SHiP experiment to detect such elusive particles through its Scattering and Neutrino detector (SND). In its 5-years run, corresponding to 2 · 1020 protons on target from the CERN SPS, we find that SHiP will improve the current limits in the mass range for the dark matter from about 1 MeV to 300 MeV. In particular, we show that SHiP will probe the thermal target for Majorana candidates in most of this mass window and even reach the Pseudo-Dirac thermal relic.

Keyword(s): Basic research (1st) ; Particle Physics (2nd)

Classification:

ddc:530

Contributing Institute(s):

Zentralinstitut für Elektronik (ZEA-2)

Research Program(s):

622 - Detector Technologies and Systems (POF4-622) (POF4-622)

Experiment(s):

LHC: Other

Appears in the scientific report 2022

Database coverage:
Medline

;

;

;

;

; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; Nationallizenz

; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection

Click to display QR Code for this record

The record appears in these collections:
Document types > Articles > Journal Article
Institute Collections > ZEA > ZEA-2
Institute Collections > PGI > PGI-4
Workflow collections > Public records
Publications database
Open Access

Record created 2022-10-27, last modified 2025-01-29

Similar records

OpenAccess:

PDF
External link:

Fulltext by OpenAccess repository

Rate this document:

(Not yet reviewed)

Add to personal basket
Export as Author List with IDs BibTeX (UTF-8), EndNote XML, EndNote Text, RIS, MARC, Print MARC, MARCXML, DC,
Request correction
Submit fulltext

guest :: login JuSER
		Search		Submit		Personalize Your alerts Your baskets Your searches		Help