We report first results from the ZEPLIN I dark matter detector, based on measurement of scintillation pulse shapes in a liquid xenon target of 3.2 kg fiducial mass. Neutron calibration shows nuclear recoil pulses to have a time constant ≅ 0.5 that of gamma and beta background events. The detector is located in the 2800 mwe depth UK Boulby Mine, and is surrounded by a liquid scintillator Compton veto and passive lead shielding. Three runs totaling 293 kg d fiducial exposure yielded data consistent with a single population of background pulses, with no significant low energy population of shorter pulses. From the 90% confidence limit on the latter a limit is derived on the spin-independent WIMP-nucleon cross-section versus particle mass with a minimum at 1.1 × 10−6 pb.

The NAIAD experiment (NaI Advanced Detector) for WIMP dark matter searches at the Boulby Underground Laboratory (North Yorkshire, UK) ran from 2000 until 2003. A total of 44.9 kg x years of data collected with 2 encapsulated and 4 unencapsulated NaI(Tl) crystals with high light yield were included in the analysis. We present final results of this analysis carried out using pulse shape discrimination. No signal associated with nuclear recoils from WIMP interactions was observed in any run with any crystal. This allowed us to set upper limits on the WIMP-nucleon spin-independent and WIMP-proton spin-dependent cross-sections. The NAIAD experiment has so far imposed the most stringent constraints on the spin-dependent WIMP-proton cross-section.

The status of dark matter searches with inorganic scintillator detectors at Boulby mine is reviewed and the results of tests with a CsI(Tl) crystal are presented. The objectives of the latter experiment were to study anomalous fast events previously observed and to identify ways to remove this background. Clear indications were found that these events were due to surface contamination of crystals by alphas, probably from radon decay. A new array of unencapsulated NaI(Tl) crystals immersed either in liquid paraffin or pure nitrogen atmosphere is under construction at Boulby. Such an approach allows complete control of the surface of the crystals and the ability to remove any surface contamination. First data from the unencapsulated NaI(Tl) do not show the presence of anomalous fast events.

Abstract Contemporary studies of species coexistence are underpinned by deterministic models that assume that competing species have continuous (i.e. non-integer) densities, live in infinitely large landscapes, and coexist over infinite time horizons. By contrast, in nature species are composed of discrete individuals subject to demographic stochasticity, and occur in habitats of finite size where extinctions occur in finite time. One consequence of these discrepancies is that metrics of species coexistence derived from deterministic theory may be unreliable predictors of the duration of species coexistence in nature. These coexistence metrics include invasion growth rates and niche and fitness differences, which are now commonly applied in theoretical and empirical studies of species coexistence. Here we test the efficacy of deterministic coexistence metrics on the duration of species coexistence in a finite world. We introduce new theoretical and computational methods to estimate coexistence times in stochastic counterparts of classic deterministic models of competition. Importantly, we parameterized this model using experimental field data for 90 pairwise combinations of 18 species of annual plants, allowing us to derive biologically-informed estimates of coexistence times for a natural system. Strikingly, we find that for species expected to deterministically coexist, habitat sizes containing only tens of individuals have predicted coexistence times of greater than 1, 000 years. We also find that invasion growth rates explain 60% of the variation in intrinsic coexistence times, reinforcing their general usefulness in studies of coexistence. However, only by integrating information on both invasion growth rates and species’ equilibrium population sizes could most (> 99%) of the variation in species coexistence times be explained. This integration is achieved with demographically uncoupled single species models solely determined by the invasion growth rates and equilibrium population sizes. Moreover, because of a complex relationship between niche overlap/fitness differences and equilibrium population sizes, increasing niche overlap and increasing fitness differences did not always result in decreasing coexistence times as deterministic theory would predict. Nevertheless, our results tend to support the informed use of deterministic theory for understanding the duration of species coexistence, while highlighting the need to incorporate information on species’ equilibrium population sizes in addition to invasion growth rates.

The ZEPLIN I detector is a zero field liquid xenon detector used in the direct search for Galactic WIMP dark matter and has been operated at 2800 mwe depth in the Boulby mine underground facility in the UK. Discrimination between the types of interaction within the liquid xenon volume is performed through measurement of the time constant of the scintillation light, nuclear recoils being characterized by a faster time constant than the predominant background from gamma and beta events. The detector design is outlined, with a discussion of the detection efficiencies and analysis procedure, leading to a 90% c.l. spin independent cross-section upper limit of 1.1 × 10−6 pb at 60 GeV WIMP mass.

Abstract Background Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a progressive, incurable scarring disease of the lungs with a prognosis worse than most cancers. Pathologically, IPF is characterised by upregulation of the pro-fibrotic cytokine transforming growth factor-β1 (TGF-β1), activation of fibroblasts, and deposition of collagen in the alveolar interstitium. Recent evidence has highlighted the role of senescent type 2 alveolar epithelial cells in the pathogenesis of IPF. In a clinical trial, a treatment regimen containing a corticosteroid drug accelerated pulmonary fibrosis leading to more hospitalizations and deaths, particularly in patients with telomere shortening which drives cellular senescence. Aim To investigate the potential pro-fibrotic actions of corticosteroids on lung epithelial cells in vitro , including effects on cellular senescence and interactions with TGF-β1. Methods The synthetic glucocorticoid dexamethasone (DEX) was incubated with A549 and BEAS-2B human lung epithelial cells in the presence or absence of TGF-β1. Cellular senescence was assessed by morphology, senescence-associated beta-galactosidase (SA β-Gal) expression, and qPCR for transcription of senescence-associated molecular markers. Conditioned media were screened for growth factors and cytokines and cultured with human lung fibroblasts. An IPF lung tissue RNA array dataset was re-analysed with a focus on senescence markers. Results DEX induced senescence in lung epithelial cells associated with increased p21 (CDKN1A) expression independently of p16 (CDKN2A) or p53 (TP53). DEX amplified upregulation of the pro-fibrotic mediator serpin E1/plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) in the presence of TGF-β1. The senescence-associated secretory phenotype from lung epithelial cells treated with DEX plus TGF-β1-treated contained increased concentrations of GM-CSF and IL-6 and when incubated with primary human lung fibroblasts there were trends to increased senescence and production of fibrosis markers. Upregulation of senescence markers was demonstrated by analysis of an IPF transcriptomic dataset. Discussion DEX induces senescence in lung epithelial cell lines in vitro and interacts with TGF-β1 to amplify production of the pro-fibrotic mediator serpin E1 (PAI-1). This may be a mechanism by which corticosteroids promote pulmonary fibrosis in susceptible individuals. Serpin E1/PAI-1 is a potential druggable target in pulmonary fibrosis.

The status of dark matter searches with inorganic scintillator detectors at Boulby mine is reviewed. Results of a test experiment with CsI(Tl) crystal are presented. The objectives of this experiment were to study anomalous fast events and ways to remove this background. We found clear indications that these events were due to surface contami- nation of crystals by alphas, probably from radon decay. A new array of unencapsulated NaI(Tl) crystals immersed in liquid paraffin or nitrogen atmosphere is under construction at Boulby. Such an approach allows us to control the surface of the crystals. Preliminary results of WIMP searches with NaI(Tl) detectors at Boulby are presented.

The UK Dark Matter Collaboration is developing a series of liquid Xe detectors to search for the hypothetical weakly interacting massive particles (WIMPs) which may comprise a significant component of the Galactic dark matter. These detectors will be operated at a depth of 1100 m in the Boulby salt mine. The first of these detectors, ZEPLIN-I is a 1.7 litre single phase liquid Xe scintillation detector which employs pulse shape discrimination analysis to distinguish nuclear recoils due to WIMPs from electron recoils from background gamma interactions. The current status of ZEPLIN-I is presented in this paper. The detector design will be described and results discussed of tests on the detector performance using various types of radioactive sources in the 10 keV-1 MeV energy range. The light yield at the level of 1 photoelectron per 1 keV of deposited energy has been achieved. Clear discrimination between gamma initiated electron recoils and neutron initiated nuclear recoils has been observed. The discrimination potential below 100 keV, and subsequent expected sensitivity to dark matter particles, will be outlined.