The silicon pixel tracking system for the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider is described and the performance requirements are summarized. Detailed descriptions of the pixel detector electronics and the silicon sensors are given. The design, fabrication, assembly and performance of the pixel detector modules are presented. Data obtained from test beams as well as studies using cosmic rays are also discussed.

Building on the successful experience in operating the DarkSide-50 detector, the DarkSide Collaboration is going to construct DarkSide-20k, a direct WIMP search detector using a two-phase Liquid Argon Time Projection Chamber (LAr TPC) with an active (fiducial) mass of 23 t (20 t). This paper describes a preliminary design for the experiment, in which the DarkSide-20k LAr TPC is deployed within a shield/veto with a spherical Liquid Scintillator Veto (LSV) inside a cylindrical Water Cherenkov Veto (WCV). This preliminary design provides a baseline for the experiment to achieve its physics goals, while further development work will lead to the final optimization of the detector parameters and an eventual technical design. Operation of DarkSide-50 demonstrated a major reduction in the dominant 39Ar background when using argon extracted from an underground source, before applying pulse shape analysis. Data from DarkSide-50, in combination with MC simulation and analytical modeling, shows that a rejection factor for discrimination between electron and nuclear recoils of $>3 \times 10^{9}$ is achievable. This, along with the use of the veto system and utilizing silicon photomultipliers in the LAr TPC, are the keys to unlocking the path to large LAr TPC detector masses, while maintaining an experiment in which less than $< 0.1$ events (other than $\nu$ -induced nuclear recoils) is expected to occur within the WIMP search region during the planned exposure. DarkSide-20k will have ultra-low backgrounds than can be measured in situ, giving sensitivity to WIMP-nucleon cross sections of $1.2 \times 10^{-47}$ cm2 ( $1.1 \times 10^{-46}$ cm2) for WIMPs of 1 TeV/c2 (10 TeV/c2) mass, to be achieved during a 5 yr run producing an exposure of 100 t yr free from any instrumental background.

We present the results of a search for dark matter weakly interacting massive particles (WIMPs) in the mass range below 20 GeV/c^{2} using a target of low-radioactivity argon with a 6786.0 kg d exposure. The data were obtained using the DarkSide-50 apparatus at Laboratori Nazionali del Gran Sasso. The analysis is based on the ionization signal, for which the DarkSide-50 time projection chamber is fully efficient at 0.1 keVee. The observed rate in the detector at 0.5 keVee is about 1.5 event/keVee/kg/d and is almost entirely accounted for by known background sources. We obtain a 90% C.L. exclusion limit above 1.8 GeV/c^{2} for the spin-independent cross section of dark matter WIMPs on nucleons, extending the exclusion region for dark matter below previous limits in the range 1.8-6 GeV/c^{2}.

The CUORE experiment, a ton-scale cryogenic bolometer array, recently began operation at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. The array represents a significant advancement in this technology, and in this work we apply it for the first time to a high-sensitivity search for a lepton-number--violating process: $^{130}$Te neutrinoless double-beta decay. Examining a total TeO$_2$ exposure of 86.3 kg$\cdot$yr, characterized by an effective energy resolution of (7.7 $\pm$ 0.5) keV FWHM and a background in the region of interest of (0.014 $\pm$ 0.002) counts/(keV$\cdot$kg$\cdot$yr), we find no evidence for neutrinoless double-beta decay. The median statistical sensitivity of this search is $7.0\times10^{24}$ yr. Including systematic uncertainties, we place a lower limit on the decay half-life of $T^{0\nu}_{1/2}$($^{130}$Te) > $1.3\times 10^{25}$ yr (90% C.L.). Combining this result with those of two earlier experiments, Cuoricino and CUORE-0, we find $T^{0\nu}_{1/2}$($^{130}$Te) > $1.5\times 10^{25}$ yr (90% C.L.), which is the most stringent limit to date on this decay. Interpreting this result as a limit on the effective Majorana neutrino mass, we find $m_{\beta\beta}<(110 - 520)$ meV, where the range reflects the nuclear matrix element estimates employed.

We present new constraints on sub-GeV dark matter particles scattering off electrons in argon based on an analysis of ionization signal data from the DarkSide-50 detector.