1
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Azzolini O, Beeman JW, Bellini F, Beretta M, Biassoni M, Brofferio C, Bucci C, Capelli S, Caracciolo V, Cardani L, Carniti P, Casali N, Celi E, Chiesa D, Clemenza M, Colantoni I, Cremonesi O, Cruciani A, D'Addabbo A, Dafinei I, Di Domizio S, Dompè V, Fantini G, Ferroni F, Gironi L, Giuliani A, Gorla P, Gotti C, Keppel G, Kotila J, Martinez M, Nagorny SS, Nastasi M, Nisi S, Nones C, Orlandi D, Pagnanini L, Pallavicini M, Pattavina L, Pavan M, Pessina G, Pettinacci V, Pirro S, Pozzi S, Previtali E, Puiu A, Ressa A, Rusconi C, Schäffner K, Tomei C, Vignati M, Zolotarova AS. Measurement of the 2νββ Decay Half-Life of ^{82}Se with the Global CUPID-0 Background Model. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2023; 131:222501. [PMID: 38101385 DOI: 10.1103/physrevlett.131.222501] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/09/2023] [Revised: 07/31/2023] [Accepted: 10/31/2023] [Indexed: 12/17/2023]
Abstract
We report on the results obtained with the global CUPID-0 background model, which combines the data collected in the two measurement campaigns for a total exposure of 8.82 kg×yr of ^{82}Se. We identify with improved precision the background sources within the 3 MeV energy region, where neutrinoless double β decay of ^{82}Se and ^{100}Mo is expected, making more solid the foundations for the background budget of the next-generation CUPID experiment. Relying on the excellent data reconstruction, we measure the two-neutrino double β-decay half-life of ^{82}Se with unprecedented accuracy: T_{1/2}^{2ν}=[8.69±0.05(stat)_{-0.06}^{+0.09}(syst)]×10^{19} yr.
Collapse
Affiliation(s)
- O Azzolini
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padua), Italy
| | - J W Beeman
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - F Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - M Beretta
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Biassoni
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Brofferio
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Bucci
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - S Capelli
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - V Caracciolo
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - L Cardani
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - P Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - N Casali
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - E Celi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - D Chiesa
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Clemenza
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - I Colantoni
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Nanotecnologia, c/o Dipartimento Fisica, Sapienza Universifreference fittà di Roma, 00185, Rome, Italy
| | - O Cremonesi
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Cruciani
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - A D'Addabbo
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - I Dafinei
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - S Di Domizio
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - V Dompè
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - G Fantini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - F Ferroni
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - L Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Giuliani
- CNRS/CSNSM, Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière, 91405 Orsay, France
| | - P Gorla
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - C Gotti
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Keppel
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padua), Italy
| | - J Kotila
- University of Jyväskylä, Department of Physics, P.O. Box 35 (YFL), Jyväskylä FI-40014, Finland
- Finnish Institute for Educational Research, P.O. Box 35 FI-40014 University of Jyväskylä, Jyväskylä 40014, Finland
- Center for Theoretical Physics, Sloane Physics Laboratory, Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8120, USA
| | - M Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - S S Nagorny
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - M Nastasi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - S Nisi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - C Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D Orlandi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - L Pagnanini
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - M Pallavicini
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - L Pattavina
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - M Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Pessina
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - V Pettinacci
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - S Pirro
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - S Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - E Previtali
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - A Puiu
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - A Ressa
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - C Rusconi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, South Carolina 29208, USA
| | - K Schäffner
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - C Tomei
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - M Vignati
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185, Rome, Italy
| | - A S Zolotarova
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
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Collapse
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2
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Abele H, Angloher G, Bento A, Canonica L, Cappella F, Cardani L, Casali N, Cerulli R, Chalil A, Chebboubi A, Colantoni I, Crocombette JP, Cruciani A, Del Castello G, Del Gallo Roccagiovine M, Desforge D, Doblhammer A, Dumonteil E, Dorer S, Erhart A, Fuss A, Friedl M, Garai A, Ghete VM, Giuliani A, Goupy C, Gunsing F, Hauff D, Jeanneau F, Jericha E, Kaznacheeva M, Kinast A, Kluck H, Langenkämper A, Lasserre T, Letourneau A, Lhuillier D, Litaize O, Mancuso M, de Marcillac P, Marnieros S, Materna T, Mauri B, Mazzolari A, Mazzucato E, Neyrial H, Nones C, Oberauer L, Ortmann T, Ouzriat A, Pattavina L, Peters L, Petricca F, Poda DV, Potzel W, Pröbst F, Reindl F, Rogly R, Romagnoni M, Rothe J, Schermer N, Schieck J, Schönert S, Schwertner C, Scola L, Serot O, Soum-Sidikov G, Stodolsky L, Strauss R, Tamisari M, Thulliez L, Tomei C, Vignati M, Vivier M, Wagner V, Wex A. Observation of a Nuclear Recoil Peak at the 100 eV Scale Induced by Neutron Capture. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2023; 130:211802. [PMID: 37295094 DOI: 10.1103/physrevlett.130.211802] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/09/2022] [Revised: 02/12/2023] [Accepted: 04/13/2023] [Indexed: 06/12/2023]
Abstract
Coherent elastic neutrino-nucleus scattering and low-mass dark matter detectors rely crucially on the understanding of their response to nuclear recoils. We report the first observation of a nuclear recoil peak at around 112 eV induced by neutron capture. The measurement was performed with a CaWO_{4} cryogenic detector from the NUCLEUS experiment exposed to a ^{252}Cf source placed in a compact moderator. We identify the expected peak structure from the single-γ de-excitation of ^{183}W with 3σ and its origin by neutron capture with 6σ significance. This result demonstrates a new method for precise, in situ, and nonintrusive calibration of low-threshold experiments.
Collapse
Affiliation(s)
- H Abele
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
| | - G Angloher
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - A Bento
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
- LIBPhys-UC, Departamento de Fisica, Universidade de Coimbra, P3004 516 Coimbra, Portugal
| | - L Canonica
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - F Cappella
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - L Cardani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - N Casali
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - R Cerulli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma "Tor Vergata", Roma I-00133, Italy
- Dipartimento di Fisica, Università di Roma "Tor Vergata", Roma I-00133, Italy
| | - A Chalil
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - A Chebboubi
- CEA, DES, IRESNE, DER, Cadarache F-13108 Saint-Paul-Lez-Durance, France
| | - I Colantoni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Nanotecnologia, Roma I-00185, Italy
| | - J-P Crocombette
- CEA, DES, SRMP, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - A Cruciani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - G Del Castello
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - M Del Gallo Roccagiovine
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - D Desforge
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - A Doblhammer
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
| | - E Dumonteil
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - S Dorer
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
| | - A Erhart
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - A Fuss
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - M Friedl
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - A Garai
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - V M Ghete
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - A Giuliani
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - C Goupy
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - F Gunsing
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D Hauff
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - F Jeanneau
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - E Jericha
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
| | - M Kaznacheeva
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - A Kinast
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - H Kluck
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - A Langenkämper
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - T Lasserre
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - A Letourneau
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D Lhuillier
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - O Litaize
- CEA, DES, IRESNE, DER, Cadarache F-13108 Saint-Paul-Lez-Durance, France
| | - M Mancuso
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - P de Marcillac
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - S Marnieros
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - T Materna
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - B Mauri
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - A Mazzolari
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Ferrara, I-44122 Ferrara, Italy
| | - E Mazzucato
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - H Neyrial
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - C Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - L Oberauer
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - T Ortmann
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - A Ouzriat
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - L Pattavina
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, 67100 Assergi, Italy
| | - L Peters
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - F Petricca
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - D V Poda
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - W Potzel
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - F Pröbst
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - F Reindl
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - R Rogly
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - M Romagnoni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Ferrara, I-44122 Ferrara, Italy
| | - J Rothe
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - N Schermer
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - J Schieck
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - S Schönert
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - C Schwertner
- Atominstitut, Technische Universität Wien, A-1020 Wien, Austria
- Institut für Hochenergiephysik der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, A-1050 Wien, Austria
| | - L Scola
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - O Serot
- CEA, DES, IRESNE, DER, Cadarache F-13108 Saint-Paul-Lez-Durance, France
| | - G Soum-Sidikov
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - L Stodolsky
- Max-Planck-Institut für Physik, D-80805 München, Germany
| | - R Strauss
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - M Tamisari
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Ferrara, I-44122 Ferrara, Italy
- Dipartimento di Fisica, Università di Ferrara, I-44122 Ferrara, Italy
| | - L Thulliez
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - C Tomei
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - M Vignati
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare-Sezione di Roma, Roma I-00185, Italy
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Roma I-00185, Italy
| | - M Vivier
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - V Wagner
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
| | - A Wex
- Physik-Department, Technische Universität München, D-85748 Garching, Germany
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3
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Beeman JW, Benato G, Bucci C, Canonica L, Carniti P, Celi E, Clemenza M, D'Addabbo A, Danevich FA, Di Domizio S, Di Lorenzo S, Dubovik OM, Ferreiro Iachellini N, Ferroni F, Fiorini E, Fu S, Garai A, Ghislandi S, Gironi L, Gorla P, Gotti C, Guillaumon PV, Helis DL, Kovtun GP, Mancuso M, Marini L, Olmi M, Pagnanini L, Pattavina L, Pessina G, Petricca F, Pirro S, Pozzi S, Puiu A, Quitadamo S, Rothe J, Scherban AP, Schönert S, Solopikhin DA, Strauss R, Tarabini E, Tretyak VI, Tupitsyna IA, Wagner V. Characterization of a kg-scale archaeological lead-based PbWO 4 cryogenic detector for the RES-NOVA experiment. Appl Radiat Isot 2023; 194:110704. [PMID: 36731392 DOI: 10.1016/j.apradiso.2023.110704] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/29/2022] [Revised: 01/21/2023] [Accepted: 01/26/2023] [Indexed: 01/30/2023]
Abstract
Core-collapse Supernovae (SNe) are one of the most energetic events in the Universe, during which almost all the star's binding energy is released in the form of neutrinos. These particles are direct probes of the processes occurring in the stellar core and provide unique insights into the gravitational collapse. RES-NOVA will revolutionize how we detect neutrinos from astrophysical sources, by deploying the first ton-scale array of cryogenic detectors made from archaeological lead. Pb offers the highest neutrino interaction cross-section via coherent elastic neutrino-nucleus scattering (CEνNS). Such process will enable RES-NOVA to be equally sensitive to all neutrino flavours. For the first time, we propose the use archaeological Pb as sensitive target material in order to achieve an ultra-low background level in the region of interest (O(1 keV)). All these features make possible the deployment of the first cm-scale neutrino telescope for the investigation of astrophysical sources. In this contribution, we will characterize the radiopurity level and the performance of a small-scale proof-of-principle detector of RES-NOVA, consisting in a PbWO4 crystal made from archaeological-Pb operated as cryogenic detector.
Collapse
Affiliation(s)
- J W Beeman
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, 94720, CA, USA
| | - G Benato
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - C Bucci
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - L Canonica
- Max-Planck-Institut für Physik, Föhringer Ring 6, München, DE-80805, Germany
| | - P Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy; INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - E Celi
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy
| | - M Clemenza
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - A D'Addabbo
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - F A Danevich
- Institute for Nuclear Research of NASU, Kyiv, 03028, Ukraine
| | - S Di Domizio
- INFN Sezione di Genova and Università di Genova, Via Dodecaneso 33, Genova, I-16146, IT, Italy
| | - S Di Lorenzo
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - O M Dubovik
- Institute of Scintillation Materials of NASU, Kharkiv, 61072, Ukraine
| | | | - F Ferroni
- Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy; INFN Sezione di Roma-1, P.le Aldo Moro 2, Roma, I-00185, IT, Italy
| | - E Fiorini
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy; INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - S Fu
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - A Garai
- Max-Planck-Institut für Physik, Föhringer Ring 6, München, DE-80805, Germany
| | - S Ghislandi
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy
| | - L Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy; INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - P Gorla
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - C Gotti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy; INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - P V Guillaumon
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - D L Helis
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy
| | - G P Kovtun
- National Science Center 'Kharkiv Institute of Physics and Technology', Kharkiv, 61108, Ukraine
| | - M Mancuso
- Max-Planck-Institut für Physik, Föhringer Ring 6, München, DE-80805, Germany
| | - L Marini
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy
| | - M Olmi
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - L Pagnanini
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy
| | - L Pattavina
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Technical University of Munich, JamesFranckStrasse 1, Garching, 85748, DE, Germany.
| | - G Pessina
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - F Petricca
- Max-Planck-Institut für Physik, Föhringer Ring 6, München, DE-80805, Germany
| | - S Pirro
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy
| | - S Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy; INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - A Puiu
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy
| | - S Quitadamo
- Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, Assergi, 67100, IT, Italy; Gran Sasso Science Institute, Viale F. Crespi 7, L'Aquila, 67100, IT, Italy.
| | - J Rothe
- Technical University of Munich, JamesFranckStrasse 1, Garching, 85748, DE, Germany
| | - A P Scherban
- National Science Center 'Kharkiv Institute of Physics and Technology', Kharkiv, 61108, Ukraine
| | - S Schönert
- Technical University of Munich, JamesFranckStrasse 1, Garching, 85748, DE, Germany
| | - D A Solopikhin
- National Science Center 'Kharkiv Institute of Physics and Technology', Kharkiv, 61108, Ukraine
| | - R Strauss
- Technical University of Munich, JamesFranckStrasse 1, Garching, 85748, DE, Germany
| | - E Tarabini
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, Piazza della Scienza 3, Milano, I-20126, IT, Italy
| | - V I Tretyak
- Institute for Nuclear Research of NASU, Kyiv, 03028, Ukraine
| | - I A Tupitsyna
- Institute of Scintillation Materials of NASU, Kharkiv, 61072, Ukraine
| | - V Wagner
- Technical University of Munich, JamesFranckStrasse 1, Garching, 85748, DE, Germany
| |
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4
|
Leder AF, Mayer D, Ouellet JL, Danevich FA, Dumoulin L, Giuliani A, Kostensalo J, Kotila J, de Marcillac P, Nones C, Novati V, Olivieri E, Poda D, Suhonen J, Tretyak VI, Winslow L, Zolotarova A. Determining g_{A}/g_{V} with High-Resolution Spectral Measurements Using a LiInSe_{2} Bolometer. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2022; 129:232502. [PMID: 36563213 DOI: 10.1103/physrevlett.129.232502] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 06/18/2022] [Revised: 08/09/2022] [Accepted: 10/17/2022] [Indexed: 06/17/2023]
Abstract
Neutrinoless double beta decay (0νββ) processes sample a wide range of intermediate forbidden nuclear transitions, which may be impacted by quenching of the axial vector coupling constant (g_{A}/g_{V}), the uncertainty of which plays a pivotal role in determining the sensitivity reach of 0νββ experiments. In this Letter, we present measurements performed on a high-resolution LiInSe_{2} bolometer in a "source=detector" configuration to measure the spectral shape of the fourfold forbidden β decay of ^{115}In. The value of g_{A}/g_{V} is determined by comparing the spectral shape of theoretical predictions to the experimental β spectrum taking into account various simulated background components as well as a variety of detector effects. We find evidence of quenching of g_{A}/g_{V} at >5σ with a model-dependent quenching factor of 0.655±0.002 as compared to the free-nucleon value for the interacting shell model. We also measured the ^{115}In half-life to be [5.18±0.06(stat)_{-0.015}^{+0.005}(sys)]×10^{14} yr within the interacting shell model framework. This Letter demonstrates the power of the bolometeric technique to perform precision nuclear physics single-β decay measurements, which along with improved nuclear modeling can help reduce the uncertainties in the calculation of several decay nuclear matrix elements including those used in 0νββ sensitivity calculations.
Collapse
Affiliation(s)
- A F Leder
- Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue Cambridge, Massachusetts 02139, USA
- Department of Nuclear Engineering, University of California, Berkeley, 2521 Hearst Avenue, Berkeley, California 94709, USA
| | - D Mayer
- Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - J L Ouellet
- Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - F A Danevich
- Institute for Nuclear Research of NASU, Kyiv 03028, Ukraine
| | - L Dumoulin
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - A Giuliani
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - J Kostensalo
- Natural Resources Institute Finland, Yliopistokatu 6B, FI-80100 Joensuu, Finland
| | - J Kotila
- Department of Physics, University of Jyväskylä, P.O. Box 35, FI-40014 Jyväskylä, Finland
- Finnish Institute for Educational Research, University of Jyväskylä, P.O. Box 35, FI-40014 Jyväskylä, Finland
- Center for Theoretical Physics, Sloane Physics Laboratory Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8120, USA
| | - P de Marcillac
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - C Nones
- Commissariat á l'Énergie Atomique (CEA)-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - V Novati
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - E Olivieri
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - D Poda
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - J Suhonen
- Department of Physics, University of Jyväskylä, P.O. Box 35, FI-40014 Jyväskylä, Finland
| | - V I Tretyak
- Institute for Nuclear Research of NASU, Kyiv 03028, Ukraine
| | - L Winslow
- Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - A Zolotarova
- Commissariat á l'Énergie Atomique (CEA)-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
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5
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Azzolini O, Beeman JW, Bellini F, Beretta M, Biassoni M, Brofferio C, Bucci C, Capelli S, Caracciolo V, Cardani L, Carniti P, Casali N, Chiesa D, Clemenza M, Colantoni I, Cremonesi O, Cruciani A, D'Addabbo A, Dafinei I, De Dominicis F, Di Domizio S, Ferroni F, Gironi L, Giuliani A, Gorla P, Gotti C, Keppel G, Martinez M, Nagorny S, Nastasi M, Nisi S, Nones C, Orlandi D, Pagnanini L, Pallavicini M, Pattavina L, Pavan M, Pessina G, Pettinacci V, Pirro S, Pozzi S, Previtali E, Puiu A, Rusconi C, Schäffner K, Tomei C, Vignati M, Zolotarova AS. Final Result on the Neutrinoless Double Beta Decay of ^{82}Se with CUPID-0. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2022; 129:111801. [PMID: 36154394 DOI: 10.1103/physrevlett.129.111801] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/03/2022] [Accepted: 07/22/2022] [Indexed: 06/16/2023]
Abstract
CUPID-0, an array of Zn^{82}Se cryogenic calorimeters, was the first medium-scale demonstrator of the scintillating bolometers' technology. The first project phase (March 2017-December 2018) allowed the most stringent limit on the neutrinoless double beta decay half-life of the isotope of interest, ^{82}Se, to be set. After a six month long detector upgrade, CUPID-0 began its second and last phase (June 2019-February 2020). In this Letter, we describe the search for neutrinoless double beta decay of ^{82}Se with a total exposure (phase I+II) of 8.82 kg yr^{-1} of isotope. We set a limit on the half-life of ^{82}Se to the ground state of ^{82}Kr of T_{1/2}^{0ν}(^{82}Se)>4.6×10^{24} yr (90% credible interval), corresponding to an effective Majorana neutrino mass m_{ββ}<(263-545) meV. We also set the most stringent lower limits on the neutrinoless decays of ^{82}Se to the 0_{1}^{+}, 2_{1}^{+}, and 2_{2}^{+} excited states of ^{82}Kr, finding 1.8×10^{23} yr, 3.0×10^{23} yr, and 3.2×10^{23} yr (90% credible interval) respectively.
Collapse
Affiliation(s)
- O Azzolini
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Pd), Italy
| | - J W Beeman
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - F Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - M Beretta
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Biassoni
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Brofferio
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Bucci
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - S Capelli
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - V Caracciolo
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - L Cardani
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - P Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - N Casali
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - D Chiesa
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Clemenza
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - I Colantoni
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Nanotecnologia, c/o Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - O Cremonesi
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Cruciani
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - A D'Addabbo
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - I Dafinei
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - F De Dominicis
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - S Di Domizio
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - F Ferroni
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - L Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Giuliani
- CNRS/CSNSM, Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière, 91405 Orsay, France
| | - P Gorla
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - C Gotti
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Keppel
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Pd), Italy
| | - M Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - S Nagorny
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - M Nastasi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - S Nisi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - C Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D Orlandi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - L Pagnanini
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - M Pallavicini
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - L Pattavina
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - M Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Pessina
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - V Pettinacci
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - S Pirro
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - S Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - E Previtali
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - A Puiu
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - C Rusconi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, South Carolina 29208, USA
| | - K Schäffner
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - C Tomei
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - M Vignati
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185 Roma, Italy
| | - A S Zolotarova
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
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6
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Azzolini O, Beeman JW, Bellini F, Beretta M, Biassoni M, Brofferio C, Bucci C, Capelli S, Cardani L, Carniti P, Casali N, Chiesa D, Clemenza M, Cremonesi O, Cruciani A, Dafinei I, D’Addabbo A, Di Domizio S, Ferroni F, Gironi L, Giuliani A, Gorla P, Gotti C, Keppel G, Martinez M, Nagorny S, Nastasi M, Nisi S, Nones C, Orlandi D, Pagnanini L, Pallavicini M, Pattavina L, Pavan M, Pessina G, Pettinacci V, Pirro S, Pozzi S, Previtali E, Puiu A, Rusconi C, Schäffner K, Tomei C, Vignati M, Zolotarova A. Background identification in cryogenic calorimeters through α - α delayed coincidences. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS 2021; 81:722. [PMID: 34720725 PMCID: PMC8550008 DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-09476-z] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/10/2021] [Accepted: 07/22/2021] [Indexed: 06/13/2023]
Abstract
Localization and modeling of radioactive contaminations is a challenge that ultra-low background experiments are constantly facing. These are fundamental steps both to extract scientific results and to further reduce the background of the detectors. Here we present an innovative technique based on the analysis of α - α delayed coincidences in 232 Th and 238 U decay chains, developed to investigate the contaminations of the ZnSe crystals in the CUPID-0 experiment. This method allows to disentangle surface and bulk contaminations of the detectors relying on the different probability to tag delayed coincidences as function of the α decay position.
Collapse
Affiliation(s)
- O. Azzolini
- INFN-Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Padua Italy
| | - J. W. Beeman
- Materials Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720 USA
| | - F. Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
- INFN-Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - M. Beretta
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- Present Address: : Physics Department, University of California, Berkeley, CA 94720 USA
| | - M. Biassoni
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - C. Brofferio
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - C. Bucci
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - S. Capelli
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | | | - P. Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - N. Casali
- INFN-Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - D. Chiesa
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - M. Clemenza
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - O. Cremonesi
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | | | | | - A. D’Addabbo
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
| | - S. Di Domizio
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, 16146 Genoa, Italy
- INFN-Sezione di Genova, 16146 Genoa, Italy
| | - F. Ferroni
- INFN-Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
| | - L. Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - A. Giuliani
- CSNSM, Univ. Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
| | - P. Gorla
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - C. Gotti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - G. Keppel
- INFN-Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Padua Italy
| | - M. Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
- INFN-Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
- Present Address: : Fundación ARAID and Laboratorio de Física Nuclear y Astropartículas, Universidad de Zaragoza, 50009 Zaragoza, Spain
| | - S. Nagorny
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
- Present Address: : Physics Department, Queen’s University, Kingston, ON K7L 3N6 Canada
| | - M. Nastasi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - S. Nisi
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - C. Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D. Orlandi
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - L. Pagnanini
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - M. Pallavicini
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, 16146 Genoa, Italy
- INFN-Sezione di Genova, 16146 Genoa, Italy
| | - L. Pattavina
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - M. Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - G. Pessina
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | | | - S. Pirro
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - S. Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - E. Previtali
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Sezione di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
| | - A. Puiu
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
| | - C. Rusconi
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208 USA
| | - K. Schäffner
- INFN-Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67100 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
| | - C. Tomei
- INFN-Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | | | - A. Zolotarova
- CSNSM, Univ. Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
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7
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Abstract
Inorganic crystal scintillators play a crucial role in particle detection for various applications in fundamental physics and applied science. The use of such materials as scintillating bolometers, which operate at temperatures as low as 10 mK and detect both heat (phonon) and scintillation signals, significantly extends detectors performance compared to the conventional scintillation counters. In particular, such low-temperature devices offer a high energy resolution in a wide energy interval thanks to a phonon signal detection, while a simultaneous registration of scintillation emitted provides an efficient particle identification tool. This feature is of great importance for a background identification and rejection. Combined with a large variety of elements of interest, which can be embedded in crystal scintillators, scintillating bolometers represent powerful particle detectors for rare-event searches (e.g., rare alpha and beta decays, double-beta decay, dark matter particles, neutrino detection). Here, we review the features and results of low-temperature scintillation detection achieved over a 30-year history of developments of scintillating bolometers and their use in rare-event search experiments.
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Armengaud E, Augier C, Barabash AS, Bellini F, Benato G, Benoît A, Beretta M, Bergé L, Billard J, Borovlev YA, Bourgeois C, Brudanin VB, Camus P, Cardani L, Casali N, Cazes A, Chapellier M, Charlieux F, Chiesa D, de Combarieu M, Dafinei I, Danevich FA, De Jesus M, Dixon T, Dumoulin L, Eitel K, Ferri F, Fujikawa BK, Gascon J, Gironi L, Giuliani A, Grigorieva VD, Gros M, Guerard E, Helis DL, Huang HZ, Huang R, Johnston J, Juillard A, Khalife H, Kleifges M, Kobychev VV, Kolomensky YG, Konovalov SI, Leder A, Loaiza P, Ma L, Makarov EP, de Marcillac P, Mariam R, Marini L, Marnieros S, Misiak D, Navick XF, Nones C, Norman EB, Novati V, Olivieri E, Ouellet JL, Pagnanini L, Pari P, Pattavina L, Paul B, Pavan M, Peng H, Pessina G, Pirro S, Poda DV, Polischuk OG, Pozzi S, Previtali E, Redon T, Rojas A, Rozov S, Rusconi C, Sanglard V, Scarpaci JA, Schäffner K, Schmidt B, Shen Y, Shlegel VN, Siebenborn B, Singh V, Tomei C, Tretyak VI, Umatov VI, Vagneron L, Velázquez M, Welliver B, Winslow L, Xue M, Yakushev E, Zarytskyy M, Zolotarova AS. New Limit for Neutrinoless Double-Beta Decay of ^{100}Mo from the CUPID-Mo Experiment. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2021; 126:181802. [PMID: 34018798 DOI: 10.1103/physrevlett.126.181802] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 1.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 11/26/2020] [Revised: 02/02/2021] [Accepted: 04/05/2021] [Indexed: 06/12/2023]
Abstract
The CUPID-Mo experiment at the Laboratoire Souterrain de Modane (France) is a demonstrator for CUPID, the next-generation ton-scale bolometric 0νββ experiment. It consists of a 4.2 kg array of 20 enriched Li_{2}^{100}MoO_{4} scintillating bolometers to search for the lepton-number-violating process of 0νββ decay in ^{100}Mo. With more than one year of operation (^{100}Mo exposure of 1.17 kg×yr for physics data), no event in the region of interest and, hence, no evidence for 0νββ is observed. We report a new limit on the half-life of 0νββ decay in ^{100}Mo of T_{1/2}>1.5×10^{24} yr at 90% C.I. The limit corresponds to an effective Majorana neutrino mass ⟨m_{ββ}⟩<(0.31-0.54) eV, dependent on the nuclear matrix element in the light Majorana neutrino exchange interpretation.
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Affiliation(s)
- E Armengaud
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - C Augier
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - A S Barabash
- National Research Centre Kurchatov Institute, Institute of Theoretical and Experimental Physics, 117218 Moscow, Russia
| | - F Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
| | - G Benato
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - A Benoît
- CNRS-Néel, 38042 Grenoble Cedex 9, France
| | - M Beretta
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
| | - L Bergé
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - J Billard
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - Yu A Borovlev
- Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - Ch Bourgeois
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - V B Brudanin
- Laboratory of Nuclear Problems, JINR, 141980 Dubna, Moscow region, Russia
| | - P Camus
- CNRS-Néel, 38042 Grenoble Cedex 9, France
| | - L Cardani
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
| | - N Casali
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
| | - A Cazes
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - M Chapellier
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - F Charlieux
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - D Chiesa
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN, Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M de Combarieu
- IRAMIS, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - I Dafinei
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
| | - F A Danevich
- Institute for Nuclear Research of NASU, 03028 Kyiv, Ukraine
| | - M De Jesus
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - T Dixon
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
| | - L Dumoulin
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - K Eitel
- Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Astroparticle Physics, 76021 Karlsruhe, Germany
| | - F Ferri
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - B K Fujikawa
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - J Gascon
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - L Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN, Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Giuliani
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - V D Grigorieva
- Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - M Gros
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - E Guerard
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - D L Helis
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - H Z Huang
- Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application (MOE), Fudan University, Shanghai 200433, People's Republic of China
| | - R Huang
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
| | - J Johnston
- Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - A Juillard
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - H Khalife
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - M Kleifges
- Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Data Processing and Electronics, 76021 Karlsruhe, Germany
| | - V V Kobychev
- Institute for Nuclear Research of NASU, 03028 Kyiv, Ukraine
| | - Yu G Kolomensky
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - S I Konovalov
- National Research Centre Kurchatov Institute, Institute of Theoretical and Experimental Physics, 117218 Moscow, Russia
| | - A Leder
- Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - P Loaiza
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - L Ma
- Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application (MOE), Fudan University, Shanghai 200433, People's Republic of China
| | - E P Makarov
- Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - P de Marcillac
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - R Mariam
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - L Marini
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - S Marnieros
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - D Misiak
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - X-F Navick
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - C Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - E B Norman
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
| | - V Novati
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - E Olivieri
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - J L Ouellet
- Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - L Pagnanini
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- INFN, Gran Sasso Science Institute, I-67100 L'Aquila, Italy
| | - P Pari
- IRAMIS, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - L Pattavina
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Physik Department, Technische Universität München, Garching D-85748, Germany
| | - B Paul
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - M Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN, Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - H Peng
- Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, People's Republic of China
| | - G Pessina
- INFN, Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - S Pirro
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - D V Poda
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - O G Polischuk
- Institute for Nuclear Research of NASU, 03028 Kyiv, Ukraine
| | - S Pozzi
- INFN, Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - E Previtali
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN, Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - Th Redon
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - A Rojas
- LSM, Laboratoire Souterrain de Modane, 73500 Modane, France
| | - S Rozov
- Laboratory of Nuclear Problems, JINR, 141980 Dubna, Moscow region, Russia
| | - C Rusconi
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, South Carolina 29208, USA
| | - V Sanglard
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - J A Scarpaci
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
| | - K Schäffner
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - B Schmidt
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - Y Shen
- Key Laboratory of Nuclear Physics and Ion-beam Application (MOE), Fudan University, Shanghai 200433, People's Republic of China
| | - V N Shlegel
- Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - B Siebenborn
- Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Astroparticle Physics, 76021 Karlsruhe, Germany
| | - V Singh
- University of California, Berkeley, California 94720, USA
| | - C Tomei
- INFN, Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, I-00185 Rome, Italy
| | - V I Tretyak
- Institute for Nuclear Research of NASU, 03028 Kyiv, Ukraine
| | - V I Umatov
- National Research Centre Kurchatov Institute, Institute of Theoretical and Experimental Physics, 117218 Moscow, Russia
| | - L Vagneron
- Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon, F-69622 Villeurbanne, France
| | - M Velázquez
- Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, SIMAP, 38402 Saint Martin d'Héres, France
| | - B Welliver
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - L Winslow
- Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
| | - M Xue
- Department of Modern Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230027, People's Republic of China
| | - E Yakushev
- Laboratory of Nuclear Problems, JINR, 141980 Dubna, Moscow region, Russia
| | - M Zarytskyy
- Institute for Nuclear Research of NASU, 03028 Kyiv, Ukraine
| | - A S Zolotarova
- Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab, 91405 Orsay, France
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Azzolini O, Beeman JW, Bellini F, Beretta M, Biassoni M, Brofferio C, Bucci C, Capelli S, Cardani L, Carniti P, Casali N, Chiesa D, Clemenza M, Cremonesi O, Cruciani A, Dafinei I, Di Domizio S, Ferroni F, Gironi L, Giuliani A, Gorla P, Gotti C, Keppel G, Kotila J, Martinez M, Nagorny S, Nastasi M, Nisi S, Nones C, Orlandi D, Pagnanini L, Pallavicini M, Pattavina L, Pavan M, Pessina G, Pettinacci V, Pirro S, Pozzi S, Previtali E, Puiu A, Rusconi C, Schäffner K, Tomei C, Vignati M, Zolotarova A. Evidence of Single State Dominance in the Two-Neutrino Double-β Decay of ^{82}Se with CUPID-0. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2019; 123:262501. [PMID: 31951429 DOI: 10.1103/physrevlett.123.262501] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/09/2019] [Indexed: 06/10/2023]
Abstract
We report on the measurement of the two-neutrino double-β decay of ^{82}Se performed for the first time with cryogenic calorimeters, in the framework of the CUPID-0 experiment. With an exposure of 9.95 kg yr of Zn^{82}Se, we determine the two-neutrino double-β decay half-life of ^{82}Se with an unprecedented precision level, T_{1/2}^{2ν}=[8.60±0.03(stat) _{-0.13}^{+0.19}(syst)]×10^{19} yr. The very high signal-to-background ratio, along with the detailed reconstruction of the background sources allowed us to identify the single state dominance as the underlying mechanism of such a process, demonstrating that the higher state dominance hypothesis is disfavored at the level of 5.5σ.
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Affiliation(s)
- O Azzolini
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padua), Italy
| | - J W Beeman
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - F Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - M Beretta
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Biassoni
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Brofferio
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Bucci
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - S Capelli
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - L Cardani
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - P Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - N Casali
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - D Chiesa
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Clemenza
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - O Cremonesi
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Cruciani
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - I Dafinei
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - S Di Domizio
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - F Ferroni
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - L Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Giuliani
- CSNSM, Université Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
| | - P Gorla
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - C Gotti
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Keppel
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padua), Italy
| | - J Kotila
- Finnish Institute for Educational Research, University of Jyväskylä, P.O. Box 35, FI-40014 Jyväskylä, Finland
- Center for Theoretical Physics, Sloane Physics Laboratory, Yale University, New Haven, Connecticut 06520-8120, USA
| | - M Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - S Nagorny
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - M Nastasi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - S Nisi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - C Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D Orlandi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - L Pagnanini
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Pallavicini
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - L Pattavina
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - M Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Pessina
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - V Pettinacci
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - S Pirro
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
| | - S Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - E Previtali
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Puiu
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano - Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Rusconi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, South Carolina 29208, USA
| | - K Schäffner
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67010 Assergi (L'Aquila), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L'Aquila, Italy
| | - C Tomei
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - M Vignati
- INFN Sezione di Roma, Piazzale Aldo Moro 2, 00185 Rome, Italy
| | - A Zolotarova
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
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Azzolini O, Beeman JW, Bellini F, Beretta M, Biassoni M, Brofferio C, Bucci C, Capelli S, Cardani L, Carniti P, Casali N, Chiesa D, Clemenza M, Cremonesi O, Cruciani A, Dafinei I, Di Domizio S, Ferroni F, Gironi L, Giuliani A, Gorla P, Gotti C, Keppel G, Martinez M, Nagorny S, Nastasi M, Nisi S, Nones C, Orlandi D, Pagnanini L, Pallavicini M, Pattavina L, Pavan M, Pessina G, Pettinacci V, Pirro S, Pozzi S, Previtali E, Puiu A, Rusconi C, Schäffner K, Tomei C, Vignati M, Zolotarova AS. Final Result of CUPID-0 Phase-I in the Search for the ^{82}Se Neutrinoless Double-β Decay. PHYSICAL REVIEW LETTERS 2019; 123:032501. [PMID: 31386478 DOI: 10.1103/physrevlett.123.032501] [Citation(s) in RCA: 21] [Impact Index Per Article: 4.2] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/17/2019] [Revised: 06/10/2019] [Indexed: 06/10/2023]
Abstract
CUPID-0 is the first pilot experiment of CUPID, a next-generation project for the measurement of neutrinoless double beta decay (0νDBD) with scintillating bolometers. The detector, consisting of 24 enriched and 2 natural ZnSe crystals, has been taking data at Laboratori Nazionali del Gran Sasso from June 2017 to December 2018, collecting a ^{82}Se exposure of 5.29 kg×yr. In this Letter we present the phase-I results in the search for 0νDBD. We demonstrate that the technology implemented by CUPID-0 allows us to reach the lowest background for calorimetric experiments: (3.5_{-0.9}^{+1.0})×10^{-3} counts/(keV kg yr). Monitoring 3.88×10^{25} ^{82}Se nuclei×yr we reach a 90% credible interval median sensitivity of T_{1/2}^{0ν}>5.0×10^{24} yr and set the most stringent limit on the half-life of ^{82}Se 0νDBD: T_{1/2}^{0ν}>3.5×10^{24} yr (90% credible interval), corresponding to m_{ββ}<(311-638) meV depending on the nuclear matrix element calculations.
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Affiliation(s)
- O Azzolini
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Pd), Italy
| | - J W Beeman
- Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, USA
| | - F Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - M Beretta
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Biassoni
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Brofferio
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Bucci
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - S Capelli
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - L Cardani
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - P Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - N Casali
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - D Chiesa
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Clemenza
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - O Cremonesi
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Cruciani
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - I Dafinei
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - S Di Domizio
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - F Ferroni
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - L Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Giuliani
- CSNSM, Univ. Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
- DISAT, Università dell'Insubria, 22100 Como, Italy
| | - P Gorla
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - C Gotti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Keppel
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Pd), Italy
| | - M Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - S Nagorny
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - M Nastasi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - S Nisi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - C Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D Orlandi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - L Pagnanini
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - M Pallavicini
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, I-16146 Genova, Italy
- INFN Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
| | - L Pattavina
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - M Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - G Pessina
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - V Pettinacci
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - S Pirro
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
| | - S Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - E Previtali
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- INFN Sezione di Milano-Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - A Puiu
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
| | - C Rusconi
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, South Carolina 29208, USA
| | - K Schäffner
- INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (AQ), Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100, L'Aquila, Italy
| | - C Tomei
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - M Vignati
- INFN, Sezione di Roma, P.le Aldo Moro 2, 00185, Roma, Italy
| | - A S Zolotarova
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France
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Result on the Neutrinoless Double Beta Decay Search of 82Se with the CUPID-0 Experiment. UNIVERSE 2018. [DOI: 10.3390/universe5010002] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/17/2022]
Abstract
CUPID-0 is the first large array of scintillating Zn 82 Se cryogenic calorimeters (bolometers) implementing particle identification for the search of the neutrinoless double beta decay (0 ν β β ). The detector consists of 24 enriched Zn 82 Se bolometers for a total 82 Se mass of 5.28 kg and it has been taking data in the underground LNGS (Italy) since March 2017. In this article we show how the dual read-out provides a powerful tool for the α particles rejection. The simultaneous use of the heat and light information allows us to reduce the background down to (3.2 − 1.1 + 1.3 )×10 − 3 counts/(keV kg year), an unprecedented level for cryogenic calorimeters. In a total exposure of 5.46 kg year Zn 82 Se we set the most stringent limit on the 0 ν β β decay 82 Se half-life T 1 / 2 0 ν > 4.0 × 10 24 year at 90% C.I.
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Azzolini O, Barrera MT, Beeman JW, Bellini F, Beretta M, Biassoni M, Bossio E, Brofferio C, Bucci C, Canonica L, Capelli S, Cardani L, Carniti P, Casali N, Cassina L, Clemenza M, Cremonesi O, Cruciani A, D’Addabbo A, Dafinei I, Domizio SD, Ferroni F, Gironi L, Giuliani A, Gorla P, Gotti C, Keppel G, Martinez M, Morganti S, Nagorny S, Nastasi M, Nisi S, Nones C, Orlandi D, Pagnanini L, Pallavicini M, Palmieri V, Pattavina L, Pavan M, Pessina G, Pettinacci V, Pirro S, Pozzi S, Previtali E, Puiu A, Rusconi C, Schäffner K, Tomei C, Vignati M, Zolotarova A. Search of the neutrino-less double beta decay of 82 Se into the excited states of 82 Kr with CUPID-0. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS 2018; 78:888. [PMID: 30881205 PMCID: PMC6394250 DOI: 10.1140/epjc/s10052-018-6340-9] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Figures] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/02/2018] [Accepted: 10/13/2018] [Indexed: 06/09/2023]
Abstract
The CUPID-0 experiment searches for double beta decay using cryogenic calorimeters with double (heat and light) read-out. The detector, consisting of 24 ZnSe crystals 95 % enriched in 82 Se and two natural ZnSe crystals, started data-taking in 2017 at Laboratori Nazionali del Gran Sasso. We present the search for the neutrino-less double beta decay of 82 Se into the 0 1 + , 2 1 + and 2 2 + excited states of 82 Kr with an exposure of 5.74 kg · yr (2.24 × 10 25 emitters · yr). We found no evidence of the decays and set the most stringent limits on the widths of these processes: Γ ( 82 Se → 82 Kr 0 1 + )8.55 × 10 - 24 yr - 1 , Γ ( 82 Se → 82 Kr 2 1 + ) < 6.25 × 10 - 24 yr - 1 , Γ ( 82 Se → 82 Kr 2 2 + )8.25 × 10 - 24 yr - 1 (90 % credible interval).
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Affiliation(s)
- O. Azzolini
- INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Padova Italy
| | - M. T. Barrera
- INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Padova Italy
| | - J. W. Beeman
- Materials Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720 USA
| | - F. Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - M. Beretta
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - M. Biassoni
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - E. Bossio
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - C. Brofferio
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - C. Bucci
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
| | - L. Canonica
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
- Present Address: Max-Planck-Institut für Physik, 80805 Munich, Germany
| | - S. Capelli
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - L. Cardani
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - P. Carniti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - N. Casali
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - L. Cassina
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - M. Clemenza
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - O. Cremonesi
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | | | - A. D’Addabbo
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
| | - I. Dafinei
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - S. Di Domizio
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, 16146 Genoa, Italy
- INFN, Sezione di Genova, 16146 Genoa, Italy
| | - F. Ferroni
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - L. Gironi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - A. Giuliani
- CSNSM, Univ. Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
- DiSAT, Università dell’Insubria, 22100 Como, Italy
| | - P. Gorla
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
| | - C. Gotti
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - G. Keppel
- INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Padova Italy
| | - M. Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
- Present Address: Fundacion ARAID and U. Zaragoza, C/ Pedro Cerbuna 12, 50009 Zaragoza, Spain
| | | | - S. Nagorny
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
- Present Address: Queen’s University, Kingston, ON K7L 3N6 Canada
| | - M. Nastasi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - S. Nisi
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
| | - C. Nones
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
| | - D. Orlandi
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
| | - L. Pagnanini
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - M. Pallavicini
- Dipartimento di Fisica, Università di Genova, 16146 Genoa, Italy
- INFN, Sezione di Genova, 16146 Genoa, Italy
| | - V. Palmieri
- INFN, Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Padova Italy
| | - L. Pattavina
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
- Present Address: Physik Department, Technische Universität München, D85748 Garching, Germany
| | - M. Pavan
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - G. Pessina
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - V. Pettinacci
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, 00185 Rome, Italy
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - S. Pirro
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
| | - S. Pozzi
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - E. Previtali
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - A. Puiu
- Dipartimento di Fisica, Università di Milano-Bicocca, 20126 Milan, Italy
- INFN, Sezione di Milano Bicocca, 20126 Milan, Italy
| | - C. Rusconi
- INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Assergi, 67010 L’Aquila, Italy
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208 USA
| | - K. Schäffner
- Gran Sasso Science Institute, 67100 L’Aquila, Italy
| | - C. Tomei
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - M. Vignati
- INFN, Sezione di Roma, 00185 Rome, Italy
| | - A. Zolotarova
- IRFU, CEA, Université Paris-Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
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