The Sudbury Neutrino Observatory has precisely determined the total active (nu(x)) 8B solar neutrino flux without assumptions about the energy dependence of the nu(e) survival probability. The measurements were made with dissolved NaCl in heavy water to enhance the sensitivity and signature for neutral-current interactions. The flux is found to be 5.21 +/- 0.27(stat)+/-0.38(syst) x 10(6) cm(-2) s(-1), in agreement with previous measurements and standard solar models. A global analysis of these and other solar and reactor neutrino results yields Deltam(2)=7.1(+1.2)(-0.6) x 10(-5) eV(2) and theta=32.5(+2.4)(-2.3) degrees. Maximal mixing is rejected at the equivalent of 5.4 standard deviations.

The coherent elastic scattering of neutrinos off nuclei has eluded detection for four decades, even though its predicted cross section is by far the largest of all low-energy neutrino couplings. This mode of interaction offers new opportunities to study neutrino properties and leads to a miniaturization of detector size, with potential technological applications. We observed this process at a 6.7σ confidence level, using a low-background, 14.6-kilogram CsI[Na] scintillator exposed to the neutrino emissions from the Spallation Neutron Source at Oak Ridge National Laboratory. Characteristic signatures in energy and time, predicted by the standard model for this process, were observed in high signal-to-background conditions. Improved constraints on nonstandard neutrino interactions with quarks are derived from this initial data set.

Results are reported from the complete salt phase of the Sudbury Neutrino Observatory experiment in which NaCl was dissolved in the D$_2$O target. The addition of salt enhanced the signal from neutron capture, as compared to the pure D$_2$O detector. By making a statistical separation of charged-current events from other types based on event-isotropy criteria, the effective electron recoil energy spectrum has been extracted. In units of $ 10^6$ cm$^{-2}$ s$^{-1}$, the total flux of active-flavor neutrinos from $^8$B decay in the Sun is found to be $4.94^{+0.21}_{-0.21}{(stat)}^{+0.38}_{-0.34}{(syst)}$ and the integral flux of electron neutrinos for an undistorted $^8$B spectrum is $1.68^{+0.06}_{-0.06}{(stat)}^{+0.08}_{-0.09}{(syst)}$; the signal from ($\nu_x$,e) elastic scattering is equivalent to an electron-neutrino flux of $2.35^{+0.22}_{-0.22}{(stat)}^{+0.15}_{-0.15}{(syst)}$. These results are consistent with those expected for neutrino oscillations with the so-called Large Mixing Angle parameters, and also with an undistorted spectrum. A search for matter-enhancement effects in the Earth through a possible day-night asymmetry in the charged-current integral rate is consistent with no asymmetry. Including results from other experiments, the best-fit values for two-neutrino mixing parameters are $\Delta m^2 = (8.0^{+0.6}_{-0.4}) \times 10^{-5}$ eV$^2$ and $\theta = 33.9 ^{+2.4}_{-2.2}$ degrees.

Fifteen months of cumulative CoGeNT data are examined for indications of an annual modulation, a predicted signature of weakly interacting massive particle (WIMP) interactions. Presently available data support the presence of a modulated component of unknown origin, with parameters prima facie compatible with a galactic halo composed of light-mass WIMPs. Unoptimized estimators yield a statistical significance for a modulation of ∼2.8σ, limited by the short exposure.

CoGeNT employs p-type point-contact (PPC) germanium detectors to search for Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs). By virtue of its low energy threshold and ability to reject surface backgrounds, this type of device allows an emphasis on low-mass dark matter candidates (wimp mass of about 10 GeV/c2). We report on the characteristics of the PPC detector presently taking data at the Soudan Underground Laboratory, elaborating on aspects of shielding, data acquisition, instrumental stability, data analysis, and background estimation. A detailed background model is used to investigate the low energy excess of events previously reported, and to assess the possibility of temporal modulations in the low-energy event rate. Extensive simulations of all presently known backgrounds do not provide a viable background explanation for the excess of low-energy events in the CoGeNT data, or the previously observed temporal variation in the event rate. Also reported on for the first time is a determination of the surface (slow pulse rise time) event contamination in the data as a function of energy. We conclude that the CoGeNT detector technology is well suited to search for the annual modulation signature expected from dark matter particle interactions in the region of WIMP mass and coupling favored by the DAMA/LIBRA results

SuperCDMS SNOLAB will be a next-generation experiment aimed at directly detecting low-mass (< 10 GeV/c$^2$) particles that may constitute dark matter by using cryogenic detectors of two types (HV and iZIP) and two target materials (germanium and silicon). The experiment is being designed with an initial sensitivity to nuclear recoil cross sections ~ 1 x 10$^{-43}$ cm$^2$ for a dark matter particle mass of 1 GeV/c$^2$, and with capacity to continue exploration to both smaller masses and better sensitivities. The phonon sensitivity of the HV detectors will be sufficient to detect nuclear recoils from sub-GeV dark matter. A detailed calibration of the detector response to low energy recoils will be needed to optimize running conditions of the HV detectors and to interpret their data for dark matter searches. Low-activity shielding, and the depth of SNOLAB, will reduce most backgrounds, but cosmogenically produced $^{3}$H and naturally occurring $^{32}$Si will be present in the detectors at some level. Even if these backgrounds are x10 higher than expected, the science reach of the HV detectors would be over three orders of magnitude beyond current results for a dark matter mass of 1 GeV/c$^2$. The iZIP detectors are relatively insensitive to variations in detector response and backgrounds, and will provide better sensitivity for dark matter particle masses (> 5 GeV/c$^2$). The mix of detector types (HV and iZIP), and targets (germanium and silicon), planned for the experiment, as well as flexibility in how the detectors are operated, will allow us to maximize the low-mass reach, and understand the backgrounds that the experiment will encounter. Upgrades to the experiment, perhaps with a variety of ultra-low-background cryogenic detectors, will extend dark matter sensitivity down to the "neutrino floor", where coherent scatters of solar neutrinos become a limiting background.

We present the first limits on inelastic electron-scattering dark matter and dark photon absorption using a prototype SuperCDMS detector having a charge resolution of 0.1 electron-hole pairs (CDMS HVeV, a 0.93 g CDMS high-voltage device). These electron-recoil limits significantly improve experimental constraints on dark matter particles with masses as low as 1 MeV/c^{2}. We demonstrate a sensitivity to dark photons competitive with other leading approaches but using substantially less exposure (0.49 g d). These results demonstrate the scientific potential of phonon-mediated semiconductor detectors that are sensitive to single electronic excitations.

The M ajorana D emonstrator will search for the neutrinoless double-beta (ββ0ν) decay of the isotope Ge with a mixed array of enriched and natural germanium detectors. The observation of this rare decay would indicate that the neutrino is its own antiparticle, demonstrate that lepton number is not conserved, and provide information on the absolute mass scale of the neutrino. The D emonstrator is being assembled at the 4850-foot level of the Sanford Underground Research Facility in Lead, South Dakota. The array will be situated in a low-background environment and surrounded by passive and active shielding. Here we describe the science goals of the D emonstrator and the details of its design.

The SuperCDMS experiment is designed to directly detect weakly interacting massive particles (WIMPs) that may constitute the dark matter in our Galaxy. During its operation at the Soudan Underground Laboratory, germanium detectors were run in the CDMSlite mode to gather data sets with sensitivity specifically for WIMPs with masses ${<}$10 GeV/$c^2$. In this mode, a higher detector-bias voltage is applied to amplify the phonon signals produced by drifting charges. This paper presents studies of the experimental noise and its effect on the achievable energy threshold, which is demonstrated to be as low as 56 eV$_{\text{ee}}$ (electron equivalent energy). The detector-biasing configuration is described in detail, with analysis corrections for voltage variations to the level of a few percent. Detailed studies of the electric-field geometry, and the resulting successful development of a fiducial parameter, eliminate poorly measured events, yielding an energy resolution ranging from ${\sim}$9 eV$_{\text{ee}}$ at 0 keV to 101 eV$_{\text{ee}}$ at ${\sim}$10 eV$_{\text{ee}}$. New results are derived for astrophysical uncertainties relevant to the WIMP-search limits, specifically examining how they are affected by variations in the most probable WIMP velocity and the Galactic escape velocity. These variations become more important for WIMP masses below 10 GeV/$c^2$. Finally, new limits on spin-dependent low-mass WIMP-nucleon interactions are derived, with new parameter space excluded for WIMP masses $\lesssim$3 GeV/$c^2$