Observations of neutral-current nu interactions on deuterium in the Sudbury Neutrino Observatory are reported. Using the neutral current (NC), elastic scattering, and charged current reactions and assuming the standard 8B shape, the nu(e) component of the 8B solar flux is phis(e) = 1.76(+0.05)(-0.05)(stat)(+0.09)(-0.09)(syst) x 10(6) cm(-2) s(-1) for a kinetic energy threshold of 5 MeV. The non-nu(e) component is phi(mu)(tau) = 3.41(+0.45)(-0.45)(stat)(+0.48)(-0.45)(syst) x 10(6) cm(-2) s(-1), 5.3sigma greater than zero, providing strong evidence for solar nu(e) flavor transformation. The total flux measured with the NC reaction is phi(NC) = 5.09(+0.44)(-0.43)(stat)(+0.46)(-0.43)(syst) x 10(6) cm(-2) s(-1), consistent with solar models.

Solar neutrinos from (8)B decay have been detected at the Sudbury Neutrino Observatory via the charged current (CC) reaction on deuterium and the elastic scattering (ES) of electrons. The flux of nu(e)'s is measured by the CC reaction rate to be straight phi(CC)(nu(e)) = 1.75 +/- 0.07(stat)(+0.12)(-0.11)(syst) +/- 0.05(theor) x 10(6) cm(-2) s(-1). Comparison of straight phi(CC)(nu(e)) to the Super-Kamiokande Collaboration's precision value of the flux inferred from the ES reaction yields a 3.3 sigma difference, assuming the systematic uncertainties are normally distributed, providing evidence of an active non- nu(e) component in the solar flux. The total flux of active 8B neutrinos is determined to be 5.44+/-0.99 x 10(6) cm(-2) s(-1).

We report results from a combined analysis of solar neutrino data from all phases of the Sudbury Neutrino Observatory (SNO). By exploiting particle identification information obtained from the proportional counters installed during the third phase, this analysis improved background rejection in that phase of the experiment. The combined analysis of the SNO data resulted in a total flux of active neutrino flavors from 8B decays in the Sun of (5.25±0.16(stat.)+0.11−0.13(syst.))×106cm−2s−1, while a two-flavor neutrino oscillation analysis yielded Δm221=(5.6+1.9−1.4)×10−5eV2 and tan2θ12=0.427+0.033−0.029. A three-flavor neutrino oscillation analysis combining the SNO result with results of all other solar neutrino experiments and reactor neutrino experiments yielded Δm221=(7.46+0.20−0.19)×10−5eV2, tan2θ12=0.443+0.030−0.025, and sin2θ13=(2.49+0.20−0.32)×10−2.11 MoreReceived 14 September 2011DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevC.88.025501©2013 American Physical Society

The Sudbury Neutrino Observatory (SNO) used an array of 3He proportional counters to measure the rate of neutral-current interactions in heavy water and precisely determined the total active (nu_x) 8B solar neutrino flux. This technique is independent of previous methods employed by SNO. The total flux is found to be 5.54_-0.31;+0.33(stat)-0.34+0.36(syst)x10(6) cm(-2) s(-1), in agreement with previous measurements and standard solar models. A global analysis of solar and reactor neutrino results yields Deltam2=7.59_-0.21;+0.19x10(-5) eV2 and theta=34.4_-1.2;+1.3 degrees. The uncertainty on the mixing angle has been reduced from SNO's previous results.

New data are reported from the operation of a 2 liter ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{F}}_{8}$ bubble chamber in the SNOLAB underground laboratory, with a total exposure of 211.5 kg days at four different energy thresholds below 10 keV. These data show that ${\mathrm{C}}_{3}{\mathrm{F}}_{8}$ provides excellent electron-recoil and alpha rejection capabilities at very low thresholds. The chamber exhibits an electron-recoil sensitivity of $<3.5\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}1{0}^{\ensuremath{-}10}$ and an alpha rejection factor of $>98.2%$. These data also include the first observation of a dependence of acoustic signal on alpha energy. Twelve single nuclear recoil event candidates were observed during the run. The candidate events exhibit timing characteristics that are not consistent with the hypothesis of a uniform time distribution, and no evidence for a dark matter signal is claimed. These data provide the most sensitive direct detection constraints on WIMP-proton spin-dependent scattering to date, with significant sensitivity at low WIMP masses for spin-independent WIMP-nucleon scattering.

SNO+ is a large liquid scintillator-based experiment located 2km underground at SNOLAB, Sudbury, Canada. It reuses the Sudbury Neutrino Observatory detector, consisting of a 12m diameter acrylic vessel which will be filled with about 780 tonnes of ultra-pure liquid scintillator. Designed as a multipurpose neutrino experiment, the primary goal of SNO+ is a search for the neutrinoless double-beta decay (0$\nu\beta\beta$) of 130Te. In Phase I, the detector will be loaded with 0.3% natural tellurium, corresponding to nearly 800 kg of 130Te, with an expected effective Majorana neutrino mass sensitivity in the region of 55-133 meV, just above the inverted mass hierarchy. Recently, the possibility of deploying up to ten times more natural tellurium has been investigated, which would enable SNO+ to achieve sensitivity deep into the parameter space for the inverted neutrino mass hierarchy in the future. Additionally, SNO+ aims to measure reactor antineutrino oscillations, low-energy solar neutrinos, and geoneutrinos, to be sensitive to supernova neutrinos, and to search for exotic physics. A first phase with the detector filled with water will begin soon, with the scintillator phase expected to start after a few months of water data taking. The 0$\nu\beta\beta$ Phase I is foreseen for 2017.

Final results are reported from operation of the PICO-60 C$_3$F$_8$ dark matter detector, a bubble chamber filled with 52 kg of C$_3$F$_8$ located in the SNOLAB underground laboratory. The chamber was operated at thermodynamic thresholds as low as 1.2 keV without loss of stability. A new blind 1404-kg-day exposure at 2.45 keV threshold was acquired with approximately the same expected total background rate as the previous 1167-kg-day exposure at 3.3 keV. This increased exposure is enabled in part by a new optical tracking analysis to better identify events near detector walls, permitting a larger fiducial volume. These results set the most stringent direct-detection constraint to date on the WIMP-proton spin-dependent cross section at 2.5 $\times$ 10$^{-41}$ cm$^2$ for a 25 GeV WIMP, and improve on previous PICO results for 3-5 GeV WIMPs by an order of magnitude.

Results are reported from a joint analysis of Phase I and Phase II data from the Sudbury Neutrino Observatory. The effective electron kinetic energy threshold used is ${T}_{\mathrm{eff}}=3.5$ MeV, the lowest analysis threshold yet achieved with water Cherenkov detector data. In units of ${10}^{6}$ cm${}^{\ensuremath{-}2}$ ${\mathrm{s}}^{\ensuremath{-}1}$, the total flux of active-flavor neutrinos from $^{8}\mathrm{B}$ decay in the Sun measured using the neutral current (NC) reaction of neutrinos on deuterons, with no constraint on the $^{8}\mathrm{B}$ neutrino energy spectrum, is found to be ${\ensuremath{\Phi}}_{\mathrm{NC}}=5.{140}_{\ensuremath{-}0.158}^{+0.160}{\text{(stat)}}_{\ensuremath{-}0.117}^{+0.132}\text{(syst)}.$ These uncertainties are more than a factor of 2 smaller than previously published results. Also presented are the spectra of recoil electrons from the charged current reaction of neutrinos on deuterons and the elastic scattering of electrons. A fit to the Sudbury Neutrino Observatory data in which the free parameters directly describe the total $^{8}\mathrm{B}$ neutrino flux and the energy-dependent ${\ensuremath{\nu}}_{e}$ survival probability provides a measure of the total $^{8}\mathrm{B}$ neutrino flux ${\ensuremath{\Phi}}_{{}^{8}\mathrm{B}}=5.{046}_{\ensuremath{-}0.152}^{+0.159}{\text{(stat)}}_{\ensuremath{-}0.123}^{+0.107}\text{(syst)}$. Combining these new results with results of all other solar experiments and the KamLAND reactor experiment yields best-fit values of the mixing parameters of ${\ensuremath{\theta}}_{12}=34.{06}_{\ensuremath{-}0.84}^{+1.16}$ degrees and $\ensuremath{\Delta}{m}_{21}^{2}=7.{59}_{\ensuremath{-}0.21}^{+0.20}\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}5}$ eV${}^{2}$. The global value of ${\ensuremath{\Phi}}_{{}^{8}\mathrm{B}}$ is extracted to a precision of ${}_{\ensuremath{-}2.95}^{+2.38}%$. In a three-flavor analysis the best fit value of $\mathrm{sin}{}^{2}{\ensuremath{\theta}}_{13}$ is $2.{00}_{\ensuremath{-}1.63}^{+2.09}\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}2}$. This implies an upper bound of $\mathrm{sin}{}^{2}{\ensuremath{\theta}}_{13}<0.057$ ($95%$ C.L.).

Recent results from the PICASSO dark matter search experiment at SNOLAB are reported. These results were obtained using a subset of 10 detectors with a total target mass of 0.72 kg of 19F and an exposure of 114 kgd. The low backgrounds in PICASSO allow recoil energy thresholds as low as 1.7 keV to be obtained which results in an increased sensitivity to interactions from Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) with masses below 10 GeV/c^2. No dark matter signal was found. Best exclusion limits in the spin dependent sector were obtained for WIMP masses of 20 GeV/c^2 with a cross section on protons of sigma_p^SD = 0.032 pb (90% C.L.). In the spin independent sector close to the low mass region of 7 GeV/c2 favoured by CoGeNT and DAMA/LIBRA, cross sections larger than sigma_p^SI = 1.41x10^-4 pb (90% C.L.) are excluded.

We report direct-detection constraints on light dark matter particles interacting with electrons. The results are based on a method that exploits the extremely low levels of leakage current of the DAMIC detector at SNOLAB of 2-6$\times$10$^{-22}$ A cm$^{-2}$. We evaluate the charge distribution of pixels that collect $<10~\rm{e^-}$ for contributions beyond the leakage current that may be attributed to dark matter interactions. Constraints are placed on so-far unexplored parameter space for dark matter masses between 0.6 and 100 MeV$c^{-2}$. We also present new constraints on hidden-photon dark matter with masses in the range $1.2$-$30$ eV$c^{-2}$.