The D0 experiment enjoyed a very successful data-collection run at the Fermilab Tevatron collider between 1992 and 1996. Since then, the detector has been upgraded to take advantage of improvements to the Tevatron and to enhance its physics capabilities. We describe the new elements of the detector, including the silicon microstrip tracker, central fiber tracker, solenoidal magnet, preshower detectors, forward muon detector, and forward proton detector. The uranium/liquid-argon calorimeters and central muon detector, remaining from Run I, are discussed briefly. We also present the associated electronics, triggering, and data acquisition systems, along with the design and implementation of software specific to D0.

The NuTeV Collaboration has extracted the electroweak parameter sin(2)theta(W) from the measurement of the ratios of neutral current to charged current nu and (-)nu cross sections. Our value, sin(2)theta((on-shell))(W) = 0.2277 +/- 0.0013(stat) +/- 0.0009(syst), is 3 standard deviations above the standard model prediction. We also present a model independent analysis of the same data in terms of neutral-current quark couplings.

We report the observation of the X(3872) in the J/psipi(+)pi(-) channel, with J/psi decaying to mu(+)mu(-), in pp collisions at sqrt[s]=1.96 TeV. Using approximately 230 pb(-1) of data collected with the Run II D0 detector, we observe 522+/-100 X(3872) candidates. The mass difference between the X(3872) state and the J/psi is measured to be 774.9+/-3.1(stat)+/-3.0(syst) MeV/c(2). We have investigated the production and decay characteristics of the X(3872) and find them to be similar to those of the psi(2S) state.

Abstract Doping of liquid argon TPCs (LArTPCs) with a small concentration of xenon is a technique for light-shifting and facilitates the detection of the liquid argon scintillation light. In this paper, we present the results of the first doping test ever performed in a kiloton-scale LArTPC. From February to May 2020, we carried out this special run in the single-phase DUNE Far Detector prototype (ProtoDUNE-SP) at CERN, featuring 720 t of total liquid argon mass with 410 t of fiducial mass. A 5.4 ppm nitrogen contamination was present during the xenon doping campaign. The goal of the run was to measure the light and charge response of the detector to the addition of xenon, up to a concentration of 18.8 ppm. The main purpose was to test the possibility for reduction of non-uniformities in light collection, caused by deployment of photon detectors only within the anode planes. Light collection was analysed as a function of the xenon concentration, by using the pre-existing photon detection system (PDS) of ProtoDUNE-SP and an additional smaller set-up installed specifically for this run. In this paper we first summarize our current understanding of the argon-xenon energy transfer process and the impact of the presence of nitrogen in argon with and without xenon dopant. We then describe the key elements of ProtoDUNE-SP and the injection method deployed. Two dedicated photon detectors were able to collect the light produced by xenon and the total light. The ratio of these components was measured to be about 0.65 as 18.8 ppm of xenon were injected. We performed studies of the collection efficiency as a function of the distance between tracks and light detectors, demonstrating enhanced uniformity of response for the anode-mounted PDS. We also show that xenon doping can substantially recover light losses due to contamination of the liquid argon by nitrogen.

The Module-0 Demonstrator is a single-phase 600 kg liquid argon time projection chamber operated as a prototype for the DUNE liquid argon near detector. Based on the ArgonCube design concept, Module-0 features a novel 80k-channel pixelated charge readout and advanced high-coverage photon detection system. In this paper, we present an analysis of an eight-day data set consisting of 25 million cosmic ray events collected in the spring of 2021. We use this sample to demonstrate the imaging performance of the charge and light readout systems as well as the signal correlations between the two. We also report argon purity and detector uniformity measurements and provide comparisons to detector simulations.