Search for Neutrinoless Double-Beta Decay of 130Te with CUORE-0

被引:175
|
作者
Alfonso, K. [1 ]
Artusa, D. R. [2 ,3 ]
Avignone, F. T., III [2 ]
Azzolini, O. [4 ]
Balata, M. [3 ]
Banks, T. I. [5 ,6 ]
Bari, G. [7 ]
Beeman, J. W. [8 ]
Bellini, F. [9 ,10 ]
Bersani, A. [11 ]
Biassoni, M. [12 ,13 ]
Brofferio, C. [12 ,13 ]
Bucci, C. [3 ]
Caminata, A. [11 ]
Canonica, L. [3 ]
Cao, X. G. [14 ]
Capelli, S. [12 ,13 ]
Cappelli, L. [3 ,15 ]
Carbone, L. [13 ]
Cardani, L. [9 ,10 ]
Casali, N. [9 ,10 ]
Cassina, L. [12 ,13 ]
Chiesa, D. [12 ,13 ]
Chott, N. [2 ]
Clemenza, M. [12 ,13 ]
Copello, S. [11 ,16 ]
Cosmelli, C. [9 ,10 ]
Cremonesi, O. [13 ]
Creswick, R. J. [2 ]
Cushman, J. S. [17 ]
Dafinei, I. [10 ]
Dally, A. [18 ]
Dell'Oro, S. [3 ,19 ]
Deninno, M. M. [7 ]
Di Domizio, S. [11 ,16 ]
Di Vacri, M. L. [3 ,20 ]
Drobizhev, A. [5 ,6 ]
Ejzak, L. [18 ]
Fang, D. Q. [14 ]
Faverzani, M. [12 ,13 ]
Fernandes, G. [11 ,16 ]
Ferri, E. [12 ,13 ]
Ferroni, F. [9 ,10 ]
Fiorini, E. [12 ,13 ]
Freedman, S. J. [5 ,6 ]
Fujikawa, B. K. [6 ]
Giachero, A. [12 ,13 ]
Gironi, L. [12 ,13 ]
Giuliani, A. [21 ]
Gorla, P. [3 ]
机构
[1] Univ Calif Los Angeles, Dept Phys & Astron, Los Angeles, CA 90095 USA
[2] Univ S Carolina, Dept Phys & Astron, Columbia, SC 29208 USA
[3] INFN Lab Nazl Gran Sasso, I-67010 Laquila, Italy
[4] INFN Lab Nazl Legnaro, I-35020 Padua, Italy
[5] Univ Calif Berkeley, Dept Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[6] Univ Calif Berkeley, Lawrence Berkeley Natl Lab, Nucl Sci Div, Berkeley, CA 94720 USA
[7] INFN Sez Bologna, I-40127 Bologna, Italy
[8] Univ Calif Berkeley, Lawrence Berkeley Natl Lab, Div Mat Sci, Berkeley, CA 94720 USA
[9] Univ Roma La Sapienza, Dipartimento Fis, I-00185 Rome, Italy
[10] INFN Sez Roma, I-00185 Rome, Italy
[11] INFN Sez Genova, I-16146 Genoa, Italy
[12] Univ Milano Bicocca, Dipartimento Fis, I-20126 Milan, Italy
[13] INFN Sez Milano Bicocca, I-20126 Milan, Italy
[14] Chinese Acad Sci, Shanghai Inst Appl Phys, Shanghai 201800, Peoples R China
[15] Univ Cassino & Lazio Meridionale, Dipartimento Ingn Civile & Meccan, I-03043 Cassino, Italy
[16] Univ Genoa, Dipartimento Fis, I-16146 Genoa, Italy
[17] Yale Univ, Dept Phys, New Haven, CT 06520 USA
[18] Univ Wisconsin, Dept Phys, Madison, WI 53706 USA
[19] INFN Gran Sasso Sci Inst, I-67100 Laquila, Italy
[20] Univ Aquila, Dipartimento Sci Fis & Chim, I-67100 Laquila, Italy
[21] CSNSM, F-91405 Orsay, France
[22] Calif Polytech State Univ San Luis Obispo, Dept Phys, San Luis Obispo, CA 93407 USA
[23] Univ Calif Berkeley, Dept Mat Sci & Engn, Berkeley, CA 94720 USA
[24] MIT, Cambridge, MA 02139 USA
[25] Univ Calif Berkeley, Lawrence Berkeley Natl Lab, Div Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[26] Univ Zaragoza, Lab Fis Nucl & Astroparticulas, E-50009 Zaragoza, Spain
[27] Univ Bologna, Alma Mater Studiorum, Dipartimento Sci Qualita Vita, I-47921 Bologna, Italy
[28] CEA, Ctr Saclay, Irfu SPP, F-91191 Gif Sur Yvette, France
[29] Lawrence Livermore Natl Lab, Livermore, CA 94550 USA
[30] Univ Calif Berkeley, Dept Nucl Engn, Berkeley, CA 94720 USA
[31] INFN Sez Padova, I-35131 Padua, Italy
[32] Univ Florence, Dipartimento Fis, I-50125 Florence, Italy
[33] INFN Sez Firenze, I-50125 Florence, Italy
[34] Univ Bologna, Alma Mater Studiorum, Dipartimento Fis & Astron, I-40127 Bologna, Italy
基金
美国国家科学基金会;
关键词
DETECTORS; CONTAMINATION; PERFORMANCE; VALIDATION; LIMITS;
D O I
10.1103/PhysRevLett.115.102502
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
We report the results of a search for neutrinoless double-beta decay in a 9.8 kg yr exposure of Te-130 using a bolometric detector array, CUORE-0. The characteristic detector energy resolution and background level in the region of interest are 5.1 +/- 0.3 keV FWHM and 0.058 +/- 0.004(stat) +/- 0.002(syst)counts/(keV kg yr), respectively. The median 90% C.L. lower-limit half-life sensitivity of the experiment is 2.9 x 10(24) yr and surpasses the sensitivity of previous searches. We find no evidence for neutrinoless double-beta decay of Te-130 and place a Bayesian lower bound on the decay half-life, T-1/2(0 nu) > 2.7 x 10(24) yr at 90% C.L. Combining CUORE-0 data with the 19.75 kg yr exposure of Te-130 from the Cuoricino experiment we obtain T-1/2(0 nu) > 4.0 x 10(24) yr at 90% C.L. (Bayesian), the most stringent limit to date on this half-life. Using a range of nuclear matrix element estimates we interpret this as a limit on the effective Majorana neutrino mass, m beta beta < 270-760 meV.
引用
收藏
页数:7
相关论文
共 50 条
  • [1] Searching for Neutrinoless Double-Beta Decay of 130Te with CUORE
    Artusa, D. R.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Balata, M.
    Banks, T. I.
    Bari, G.
    Beeman, J.
    Bellini, F.
    Bersani, A.
    Biassoni, M.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Cai, X. Z.
    Camacho, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Carbone, L.
    Cardani, L.
    Carrettoni, M.
    Casali, N.
    Chiesa, D.
    Chott, N.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    Dafinei, I.
    Dally, A.
    Datskov, V.
    De Biasi, A.
    Deninno, M. M.
    Di Domizio, S.
    di Vacri, M. L.
    Ejzak, L.
    Fang, D. Q.
    Farach, H. A.
    Faverzani, M.
    Fernandes, G.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Franceschi, M. A.
    Freedman, S. J.
    Fujikawa, B. K.
    Giachero, A.
    Gironi, L.
    Giuliani, A.
    Goett, J.
    ADVANCES IN HIGH ENERGY PHYSICS, 2015, 2015
  • [2] Neutrinoless double-beta decay search with CUORE and CUORE-0 experiments
    Moggi, N.
    Artusa, D. R.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Balata, M.
    Banks, T. I.
    Bari, G.
    Beeman, J.
    Bellini, F.
    Bersani, A.
    Biassoni, M.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Cai, X. Z.
    Camacho, A.
    Caminata, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Cappelli, L.
    Carbone, L.
    Cardani, L.
    Casali, N.
    Cassina, L.
    Chiesa, D.
    Chott, N.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    Cushman, J. S.
    Dafinei, I.
    Dally, A.
    Datskov, V.
    Dell'oro, S.
    Deninno, M. M.
    Domizio, S. Di
    Di Vacri, M. L.
    Drobizhev, A.
    Ejzak, L.
    Fang, D. Q.
    Farach, H. A.
    Faverzani, M.
    Fernandes, G.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Franceschi, M. A.
    Freedman, S. J.
    XLIV INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MULTIPARTICLE DYNAMICS (ISMD 2014), 2015, 90
  • [3] Improved Limit on Neutrinoless Double-Beta Decay in 130Te with CUORE
    Adams, D. Q.
    Alduino, C.
    Alfonso, K.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Bari, G.
    Bellini, F.
    Benato, G.
    Biassoni, M.
    Branca, A.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Caminata, A.
    Campani, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Cappelli, L.
    Cardani, L.
    Carniti, P.
    Casali, N.
    Chiesa, D.
    Chott, N.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    D'Addabbo, A.
    D'Aguanno, D.
    Dafinei, I
    Davis, C. J.
    Dell'Oro, S.
    Di Domizio, S.
    Dompe, V
    Fang, D. Q.
    Fantini, G.
    Faverzani, M.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Franceschi, M. A.
    Freedman, S. J.
    Fujikawa, B. K.
    Giachero, A.
    Gironi, L.
    Giuliani, A.
    Gorla, P.
    Gotti, C.
    Gutierrez, T. D.
    PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 124 (12)
  • [4] Search for double-beta decay of 130Te to the 0+ states of 130Xe with CUORE
    Adams, D. Q.
    Alduino, C.
    Alfonso, K.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Bari, G.
    Bellini, F.
    Benato, G.
    Biassoni, M.
    Branca, A.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Camilleri, J.
    Caminata, A.
    Campani, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Cappelli, L.
    Cardani, L.
    Carniti, P.
    Casali, N.
    Celi, E.
    Chiesa, D.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    D'Addabbo, A.
    Dafinei, I
    Davis, C. J.
    Dell'Oro, S.
    Di Domizio, S.
    Dompe, V
    Fang, D. Q.
    Fantini, G.
    Faverzani, M.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Franceschi, M. A.
    Freedman, S. J.
    Fu, S. H.
    Fujikawa, B. K.
    Giachero, A.
    Gironi, L.
    Giuliani, A.
    Gorla, P.
    Gotti, C.
    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2021, 81 (07):
  • [5] 130Te neutrinoless double-beta decay with CUORICINO
    Andreotti, E.
    Arnaboldi, C.
    Avignone, F. T., III
    Balata, M.
    Bandac, I.
    Barucci, M.
    Beeman, J. W.
    Bellini, F.
    Brofferio, C.
    Bryant, A.
    Bucci, C.
    Canonica, L.
    Capelli, S.
    Carbone, L.
    Carrettoni, M.
    Clemenza, M.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    Di Domizio, S.
    Dolinski, M. J.
    Ejzak, L.
    Faccini, R.
    Farach, H. A.
    Ferri, E.
    Fiorini, E.
    Foggetta, L.
    Giachero, A.
    Gironi, L.
    Giuliani, A.
    Gorla, P.
    Guardincerri, E.
    Gutierrez, T. D.
    Haller, E. E.
    Kazkaz, K.
    Kraft, S.
    Kogler, L.
    Maiano, C.
    Maruyama, R. H.
    Martinez, C.
    Martinez, M.
    Newman, S.
    Nisi, S.
    Nones, C.
    Norman, E. B.
    Nucciotti, A.
    Orio, F.
    Pallavicini, M.
    Palmieri, V.
    Pattavina, L.
    Pavan, M.
    ASTROPARTICLE PHYSICS, 2011, 34 (11) : 822 - 831
  • [6] Analysis techniques for the evaluation of the neutrinoless double-β decay lifetime in 130Te with the CUORE-0 detector
    Alduino, C.
    Alfonso, K.
    Artusa, D. R.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Banks, T. I.
    Bari, G.
    Beeman, J. W.
    Bellini, F.
    Bersani, A.
    Biassoni, M.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Caminata, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Cappelli, L.
    Carbone, L.
    Cardani, L.
    Carniti, P.
    Casali, N.
    Cassina, L.
    Chiesa, D.
    Chott, N.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    Cushman, J. S.
    Dafinei, I.
    Dally, A.
    Davis, C. J.
    Dell'Oro, S.
    Deninno, M. M.
    Di Domizio, S.
    Di Vacri, M. L.
    Drobizhev, A.
    Fang, D. Q.
    Faverzani, M.
    Fernandes, G.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Freedman, S. J.
    Fujikawa, B. K.
    Giachero, A.
    Gironi, L.
    Giuliani, A.
    PHYSICAL REVIEW C, 2016, 93 (04)
  • [7] Measurement of the two-neutrino double-beta decay half-life of 130Te with the CUORE-0 experiment
    Alduino, C.
    Alfonso, K.
    Artusa, D. R.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Banks, T. I.
    Bari, G.
    Beeman, J. W.
    Bellini, F.
    Bersani, A.
    Biassoni, M.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Camacho, A.
    Caminata, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Cappelli, L.
    Carbone, L.
    Cardani, L.
    Carniti, P.
    Casali, N.
    Cassina, L.
    Chiesa, D.
    Chott, N.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    Cushman, J. S.
    D'Addabbo, A.
    Dafinei, I.
    Davis, C. J.
    Dell'Oro, S.
    Deninno, M. M.
    Di Domizio, S.
    Di Vacri, M. L.
    Drobizhev, A.
    Fang, D. Q.
    Faverzani, M.
    Feintzeig, J.
    Fernandes, G.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Franceschi, M. A.
    Freedman, S. J.
    Fujikawa, B. K.
    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2017, 77 (01):
  • [8] Double-beta decay of Xe with CUORE-0
    Alduino, C.
    Alfonso, K.
    Artusa, D. R.
    Avignone, F. T., III
    Azzolini, O.
    Banks, T. I.
    Bari, G.
    Beeman, J. W.
    Bellini, F.
    Bersani, A.
    Biassoni, M.
    Brofferio, C.
    Bucci, C.
    Camacho, A.
    Caminata, A.
    Canonica, L.
    Cao, X. G.
    Capelli, S.
    Cappelli, L.
    Carbone, L.
    Cardani, L.
    Carniti, P.
    Casali, N.
    Cassina, L.
    Chiesa, D.
    Chott, N.
    Clemenza, M.
    Copello, S.
    Cosmelli, C.
    Cremonesi, O.
    Creswick, R. J.
    Cushman, J. S.
    D'Addabbo, A.
    Dafinei, I.
    Davis, C. J.
    Dell'Oro, S.
    Deninno, M. M.
    Domizio, S. Di
    Vacri, M. L. Di
    Drobizhev, A.
    Fang, D. Q.
    Faverzani, M.
    Feintzeig, J.
    Fernandes, G.
    Ferri, E.
    Ferroni, F.
    Fiorini, E.
    Franceschi, M. A.
    Freedman, S. J.
    Fujikawa, B. K.
    EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2019, 79 (09):
  • [9] Search for neutrinoless double-beta decay with CUORE
    Nutini, I
    NUOVO CIMENTO C-COLLOQUIA AND COMMUNICATIONS IN PHYSICS, 2018, 41 (04):
  • [10] CUORICINO and CUORE: present and future of 130Te neutrinoless double beta decay searches
    Nucciotti, Angelo
    35TH INTERNATIONAL CONFERENCE OF HIGH ENERGY PHYSICS (ICHEP 2010), 2010,