We have remotely mapped optical scattering and absorption in glacial ice at the South Pole for wavelengths between 313 and 560 nm and depths between 1100 and 2350 m. We used pulsed and continuous light sources embedded with the AMANDA neutrino telescope, an array of more than six hundred photomultiplier tubes buried deep in the ice. At depths greater than 1300 m, both the scattering coefficient and absorptivity follow vertical variations in concentration of dust impurities, which are seen in ice cores from other Antarctic sites and which track climatological changes. The scattering coefficient varies by a factor of seven, and absorptivity (for wavelengths less than ∼450 nm) varies by a factor of three in the depth range between 1300 and 2300 m, where four dust peaks due to stadials in the late Pleistocene have been identified. In our absorption data, we also identify a broad peak due to the Last Glacial Maximum around 1300 m. In the scattering data, this peak is partially masked by scattering on residual air bubbles, whose contribution dominates the scattering coefficient in shallower ice but vanishes at ∼1350 m where all bubbles have converted to nonscattering air hydrates. The wavelength dependence of scattering by dust is described by a power law with exponent −0.90 ± 0.03, independent of depth. The wavelength dependence of absorptivity in the studied wavelength range is described by the sum of two components: a power law due to absorption by dust, with exponent −1.08 ± 0.01 and a normalization proportional to dust concentration that varies with depth; and a rising exponential due to intrinsic ice absorption which dominates at wavelengths greater than ∼500 nm.

The ZEPLIN-III experiment in the Palmer Underground Laboratory at Boulby uses a 12 kg two-phase xenon time-projection chamber to search for the weakly interacting massive particles (WIMPs) that may account for the dark matter of our Galaxy. The detector measures both scintillation and ionization produced by radiation interacting in the liquid to differentiate between the nuclear recoils expected from WIMPs and the electron-recoil background signals down to $\ensuremath{\sim}10\text{ }\text{ }\mathrm{keV}$ nuclear-recoil energy. An analysis of $847\text{ }\text{ }\mathrm{kg}\ifmmode\cdot\else\textperiodcentered\fi{}\mathrm{days}$ of data acquired between February 27, 2008, and May 20, 2008, has excluded a WIMP-nucleon elastic scattering spin-independent cross section above $8.1\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}8}\text{ }\text{ }\mathrm{pb}$ at $60\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}{c}^{\ensuremath{-}2}$ with a 90% confidence limit. It has also demonstrated that the two-phase xenon technique is capable of better discrimination between electron and nuclear recoils at low-energy than previously achieved by other xenon-based experiments.

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.