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

作者：J. Aalbers, Shehu AbdusSalam, K. Abe, Valentino Aerne, F. Agostini, S. Ahmed Maouloud, D. S. Akerib, D. Akimov, J Akshat, A. K. Al Musalhi, F. Alder, S. Alsum, L. Althueser, C. S. Amarasinghe, F. D. Amaro, A. Ames, Tyler Anderson, B. Andrieu, N. Angelides, E. Angelino, J. R. Angevaare, V. C. Antochi, D. Antón Martin, B. Antunović, E. Aprile, H. M. Araújo, J. E. Armstrong, F. Arneodo, M. Arthurs, Pouya Asadi, Seungwon Baek, X. Bai, D. Bajpai, Alexander A. Baker, J. Balajthy, S. Balashov, M. Balzer, A. Bandyopadhyay, J. Bang, E. L. Barberio, J. W. Bargemann, L. Baudis, D. Bauer, D. Baur, A. Baxter, A. Baxter, M. Bazyk, K. Beattie, J. Behrens, Nicole F. Bell, L. Bellagamba, P. Beltrame, M. L. Benabderrahmane, E. P. Bernard, Gianfranco Bertone, Pijushpani Bhattacharjee, A. Bhatti, A. Biekert, T. P. Biesiadzinski, A R Binau, R. Biondi, Y. Biondi, H. J. Birch, Fady Bishara, A. Bismark, Carlos Blanco, G. M. Blockinger, E. Bodnia, C Boehm, A. Bolozdynya, Patrick D. Bolton, Salvatore Bottaro, C. Bourgeois, B. Boxer, P. Brás, A. Breskin, P. A. Breur, C. Brew, Joachim Brod, E. J. Brookes, A. Brown, A. Brown, S. Bruenner, G. Bruno, R. Budnik, T K Bui, S. Burdin, S Buse, J.K. Busenitz, Dario Buttazzo, M. Buuck, A. Buzulutskov, R. Cabrita, Ce Cai, Dingbang Cai, C. Capelli, J. M. R. Cardoso, M. C. Carmona-Benitez, M. Cascella, Riccardo Catena, Sabyasachi Chakraborty, C. Chan, Spencer Chang, A. Chauvin, A. Chawla, H. Chen, V. Chepel, N. Chott, D. Cichon, A Cimental Chavez, B. Cimmino, M. Clark, Raymond T. Co, A. P. Colijn, J. M. Conrad, M. V. Converse, Marco Costa, A. Cottle, G. A. Cox, Oisín Creaner, J J Cuenca Garcia, J. P. Cussonneau, J. E. Cutter, C. E. Dahl, V. D’Andrea, A. David, M. P. Decowski, James B. Dent, Frank F. Deppisch, L. de Viveiros, P. Di Gangi, A. Di Giovanni, S. Di Pede, J. Dierle, S. Diglio, J. E. Y. Dobson, M Doerenkamp, Delphine Douillet, G. Drexlin, E. Druszkiewicz, David I. Dunsky, K. Eitel, A. Elykov, Timón Emken, R. Engel, S. R. Eriksen, Malcolm Fairbairn, A. Fan, JiJi Fan, S. Farrell, Simon Fayer, N. M. Fearon, A. D. Ferella, C. Ferrari, A. Fieguth, A. Fieguth, S. Fiorucci, H. Fischer, H. Flaecher, M. Flierman, Tess Florek, R. Foot, P. J. Fox, Roberto Franceschini, E. D. Fraser, Carlos S. Frenk, Steffen Fröhlich, T. Fruth, W. Fulgione, C. Fuselli, P. Gaemers, R. Gaïor, R. J. Gaitskell, M. Galloway, F. Gao, I Garcia Garcia, J. Genovesi, C. Ghag, S. Ghosh, E. F. Gibson, W Gil, D. Giovagnoli, F. Girard, R. Glade-Beucke, F. Glück, S. Gokhale, A. de Gouvêa, Lukas Graf, L. Grandi, J. Grigat, Benjamı́n Grinstein, M. G. D. van der Grinten, R. Grössle, H. Guan, M. Guida, R Gumbsheimer, C. B. Gwilliam, C. Hall, L. J. Hall, R. Hammann, K. Han, V. Hannen, S. Hansmann-Menzemer, R Harata, S P Hardin, Edward Hardy, C. A. Hardy, Keisuke Harigaya, Roni Harnik, S. J. Haselschwardt, M Hernandez, S. A. Hertel, A. Higuera, C. Hils, S. Hochrein, L. Hoetzsch, Martin Hoferichter, Nicky Hood, D Hooper, M. Horn, J. Howlett, D. Q. Huang, Yuping Huang, Donald F. Hunt, M. Iacovacci, G. Iaquaniello, Ryushin 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, Leila Kalhor, A. Kamaha, K Kanezaki, Kamales Kar, M. Kara, Natsuko Kato, P. Kavrigin, S. Kazama, A W Keaveney, J. Kellerer, D. Khaitan, A. Khazov, G. Khundzakishvili, I. Khurana, B. Kilminster, M. Kleifges, Pyungwon Ko, M. Kobayashi, D. Kodroff, G. Koltmann, A. Kopec, A. Kopmann, Joachim Kopp, L. Korley, В. Н. Корноухов, E. V. Korolkova, H. Kraus, Lawrence M. Krauss, S. Kravitz, L. Kreczko, V. A. Kudryavtsev, F. Kuger, Jason Kumar, B. López Paredes, L. LaCascio, R. Laha, Quentin Lainé, H. Landsman, R. F. Lang, E. Leason, J. Lee, D. S. Leonard, K. T. Lesko, L. J. Levinson, C. Levy, I. Li, S. Li, T. Li, S. Liang, C. S. Liebenthal, J. Lin, Q. Lin, S. Lindemann, M. Lindner, A. Lindote, R. Linehan, W. H. Lippincott, Xiang Liu, K. Liu, Jun Liu, J. Loizeau, F. Lombardi, J. Long, I. Lopes, E. Lopez Asamar, W. Lorenzon, Chih-Ting Lu, S. Luitz, Y. Ma, P. Machado, C. Macolino, T. Maeda, J. Mahlstedt, P. A. Majewski, A. Manalaysay, A. Mancuso, L. Manenti, A. Manfredini, R. L. Mannino, N. Marangou, John 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. M. Lopes, M. E. McCarthy, Nathalie McFadden, Emma McGinness, D. N. McKinsey, J. Lin, K. McMichael, P. Meinhardt, J. Menéndez, Yue Meng, M. Messina, Rajiv Midha, D. Milisavljević, EJ Miller, B Milosevic, S. Milutinovic, S. Mitra, K. Miuchi, E. Mizrachi, K. Mizukoshi, A. Molinario, A. Monte, C. M. B. Monteiro, M. E. Monzani, J. Steven 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, Shunsuke Nakamura, E.F. Nash, N Navaieelavasani, A. Naylor, C. Nedlik, H. N. Nelson, F. Neves, Jayden L. Newstead, K. Ni, J. A. Nikoleyczik, Viviana Niro, U. Oberlack, M Obradović, K. Odgers, C O'Hare, Panagiotis Oikonomou, I. Olcina, K. C. Oliver-Mallory, A Oranday, J. Orpwood, I. Ostrovskiy, K. Ozaki, B. Paetsch, S. K. Pal, J. Palacio, K. J. Palladino, J. D. Palmer, Paolo Panci, M. Pandurović, A Parlati, N. Parveen, Simon Patton, V. Pec, Q. Pellegrini, B. Penning, G Pereira, R Peres, Yuber F. Perez-Gonzalez, E Perry, T. Pershing, Rudin Petrossian-Byrne, J. Pienaar, A. Piepke, G. Pieramico, M. Pierre, M. Piotter, V. Pizzella, G. Plante, T. R. Pollmann, D. Porzio, Jing-Zhao Qi, Y. Qie, J. Qin, F. Quevedo, Nirmal Raj, Mariana Rajado Silva, K Ramanathan, D. Ramírez García, Julia Ravanis, L Redard-Jacot, Diego 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. Sánchez-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. Schümann, T Schwemberger, A. Schwenk, Thomas Schwetz, L. Scotto Lavina, P. R. Scovell, H. Sekiya, M. Selvi, Е. В. Семенов, F. Semeria, P. Shagin, S. Shaw, S. Shi, E. Shockley, T. Shutt, R Si-Ahmed, J. J. Silk, C. Silva, Maria Clara da Rocha dos Santos Silva, H. Simgen, F. Šimkovic, G. Sinev, R. Singh, W. Skulski, Juri Smirnov, R. J. E. Smith, M. Solmaz, V. N. Solovov, P. Sørensen, J. Soria, Tobias Sparmann, I. Stancu, M. Steidl, A. Stevens, K. Stifter, Louis E. Strigari, Dragan Subotic, B. Suerfu, Anna M. Suliga, T. J. Sumner, P Szabo, M. Szydagis, A. Takeda, Y. Takeuchi, P.-L. Tan, Carla Taricco, WC Taylor, D. J. Temples, A. Terliuk, P. A. Terman, D. Thers, K. Thieme, T. Thümmler, D. R. Tiedt, M. Timalsina, W. To, F. Toennies, Z Tong, F. Toschi, D. R. Tovey, Jemima Tranter, M. Trask, G. Trinchero, M. Tripathi, D. R. Tronstad, Roberto Trotta, Y D Tsai, C D Tunnell, W. Turner, R. Ueno, P. Urquijo, U. Utku, A. Vaitkus, K Valerius, Mirella Dimitrova Vassilev, S. Vecchi, V. Velan, S Vetter, Angela Vincent, Ludovico Vittorio, G Volta, B. von Krosigk, M von Piechowski, D. Vorkapic, Carlos E. M. Wagner, Ann Miao Wang, B Wang, Y. Wang, Xiang-Gao Wang, J J Wang, L-T Wang, Meng Wang, Ye Wang, Jean Watson, Y. Wei, C. Weinheimer, Evan Weisman, M. Weiss, D. Wenz, Stephen M. West, T. J. Whitis, M. Williams, M J Wilson, D. Winkler, C. Wittweg, J. Wolf, T. M. H. Wolf, F. L. H. Wolfs, S. Woodford, D. Woodward, Chris J. Wright, V. H. S. Wu, P Wu, S. Wüstling, M. Wurm, Q. Xia, X. Xiang, Y. Xing, Jing Xu, Z. Xu, Dong Xu, M. Yamashita, Ryo Yamazaki, Hu Yan, Lili Yang, Yong Yang, Ye J, M. Yeh, Ian T. Young, Hai-Bo Yu, Tingfeng Yu, L. Yuan, G. Zavattini, S. Zerbo, Y. Zhang, M Zhong, N. Zhou, Xiaopeng Zhou, Tong Zhu, Y. Zhu, Yuan Zhuang, J. P. Zopounidis, K. Zuber, Jure Zupan · 发表于：Journal of Physics G Nuclear and Particle Physics · 年份：2022 · DOI：10.1088/1361-6471/ac841a · 被引用次数：158 · 研究领域：Dark Matter and Cosmic Phenomena、Atomic and Subatomic Physics Research、Neutrino Physics Research

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.