The CUORE experiment, a ton-scale cryogenic bolometer array, recently began operation at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. The array represents a significant advancement in this technology, and in this work we apply it for the first time to a high-sensitivity search for a lepton-number--violating process: $^130$Te neutrinoless double-beta decay. Examining a total TeO$_2$ exposure of 86.3 kg$\cdot$yr, characterized by an effective energy resolution of (7.7 $\pm$ 0.5) keV FWHM and a background in the region of interest of (0.014 $\pm$ 0.002) counts/(keV$\cdot$kg$\cdot$yr), we find no evidence for neutrinoless double-beta decay. The median statistical sensitivity of this search is $7.0\times10^24$ yr. Including systematic uncertainties, we place a lower limit on the decay half-life of $T^0\nu_1/2$($^130$Te) > $1.3\times 10^25$ yr (90% C.L.). Combining this result with those of two earlier experiments, Cuoricino and CUORE-0, we find $T^0\nu_1/2$($^130$Te) > $1.5\times 10^25$ yr (90% C.L.), which is the most stringent limit to date on this decay. Interpreting this result as a limit on the effective Majorana neutrino mass, we find $m_\beta\beta<(140 - 400)$ meV, where the range reflects the nuclear matrix element estimates employed.

First Results from CUORE: A Search for Lepton Number Violation via $0νββ$ Decay of $^130$Te / CUORE Collaboration; C. Alduino; K. Alfonso; E. Andreotti; C. Arnaboldi; F. T. Avignone III; O. Azzolini; I. Bandac; T. I. Banks; G. Bari; M. Barucci; J. W. Beeman; F. Bellini; G. Benato; A. Bersani; D. Biare; M. Biassoni; A. Branca; C. Brofferio; A. Bryant; A. Buccheri; C. Bucci; C. Bulfon; A. Camacho; A. Caminata; L. Canonica; X. G. Cao; S. Capelli; M. Capodiferro; L. Cappelli; L. Cardani; P. Carniti; M. Carrettoni; N. Casali; L. Cassina; G. Ceruti; A. Chiarini; D. Chiesa; N. Chott; M. Clemenza; S. Copello; C. Cosmelli; O. Cremonesi; C. Crescentini; R. J. Creswick; J. S. Cushman; A. D'Addabbo; D. D'Aguanno; I. Dafinei; C. J. Davis; F. Del Corso; S. Dell'Oro; M. M. Deninno; S. Di Domizio; M. L. Di Vacri; L. Di Paolo; A. Drobizhev; L. Ejzak; R. Faccini; D. Q. Fang; M. Faverzani; E. Ferri; F. Ferroni; E. Fiorini; M. A. Franceschi; S. J. Freedman; B. K. Fujikawa; A. Giachero; L. Gironi; A. Giuliani; L. Gladstone; J. Goett; P. Gorla; C. Gotti; C. Guandalini; M. Guerzoni; T. D. Gutierrez; E. E. Haller; K. Han; E. V. Hansen; K. M. Heeger; R. Hennings-Yeomans; K. P. Hickerson; H. Z. Huang; M. Iannone; R. Kadel; G. Keppel; L. Kogler; Yu. G. Kolomensky; A. Leder; C. Ligi; K. E. Lim; Y. G. Ma; C. Maiano; L. Marini; M. Martinez; C. Martinez Amaya; R. H. Maruyama; Y. Mei; N. Moggi; S. Morganti; P. J. Mosteiro; S. S. Nagorny; T. Napolitano; M. Nastasi; C. Nones; E. B. Norman; V. Novati; A. Nucciotti; I. Nutini; T. O'Donnell; E. Olivieri; F. Orio; J. L. Ouellet; C. E. Pagliarone; M. Pallavicini; V. Palmieri; L. Pattavina; M. Pavan; M. Pedretti; A. Pelosi; G. Pessina; V. Pettinacci; G. Piperno; C. Pira; S. Pirro; S. Pozzi; E. Previtali; F. Reindl; F. Rimondi; L. Risegari; C. Rosenfeld; C. Rusconi; M. Sakai; E. Sala; C. Salvioni; S. Sangiorgio; D. Santone; D. Schaeffer; B. Schmidt; J. Schmidt; N. D. Scielzo; V. Singh; M. Sisti; A. R. Smith; F. Stivanello; L. Taffarello; M. Tenconi; F. Terranova; C. Tomei; G. Ventura; M. Vignati; S. L. Wagaarachchi; B. S. Wang; H. W. Wang; B. Welliver; J. Wilson; K. Wilson; L. A. Winslow; T. Wise; L. Zanotti; G. Q. Zhang; B. X. Zhu; S. Zimmermann; S. Zucchelli. - ELETTRONICO. - (2017).

First Results from CUORE: A Search for Lepton Number Violation via $0νββ$ Decay of $^130$Te

M. M. Deninno;N. Moggi;F. Rimondi;S. Zucchelli
2017

Abstract

The CUORE experiment, a ton-scale cryogenic bolometer array, recently began operation at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. The array represents a significant advancement in this technology, and in this work we apply it for the first time to a high-sensitivity search for a lepton-number--violating process: $^130$Te neutrinoless double-beta decay. Examining a total TeO$_2$ exposure of 86.3 kg$\cdot$yr, characterized by an effective energy resolution of (7.7 $\pm$ 0.5) keV FWHM and a background in the region of interest of (0.014 $\pm$ 0.002) counts/(keV$\cdot$kg$\cdot$yr), we find no evidence for neutrinoless double-beta decay. The median statistical sensitivity of this search is $7.0\times10^24$ yr. Including systematic uncertainties, we place a lower limit on the decay half-life of $T^0\nu_1/2$($^130$Te) > $1.3\times 10^25$ yr (90% C.L.). Combining this result with those of two earlier experiments, Cuoricino and CUORE-0, we find $T^0\nu_1/2$($^130$Te) > $1.5\times 10^25$ yr (90% C.L.), which is the most stringent limit to date on this decay. Interpreting this result as a limit on the effective Majorana neutrino mass, we find $m_\beta\beta<(140 - 400)$ meV, where the range reflects the nuclear matrix element estimates employed.
2017
First Results from CUORE: A Search for Lepton Number Violation via $0νββ$ Decay of $^130$Te / CUORE Collaboration; C. Alduino; K. Alfonso; E. Andreotti; C. Arnaboldi; F. T. Avignone III; O. Azzolini; I. Bandac; T. I. Banks; G. Bari; M. Barucci; J. W. Beeman; F. Bellini; G. Benato; A. Bersani; D. Biare; M. Biassoni; A. Branca; C. Brofferio; A. Bryant; A. Buccheri; C. Bucci; C. Bulfon; A. Camacho; A. Caminata; L. Canonica; X. G. Cao; S. Capelli; M. Capodiferro; L. Cappelli; L. Cardani; P. Carniti; M. Carrettoni; N. Casali; L. Cassina; G. Ceruti; A. Chiarini; D. Chiesa; N. Chott; M. Clemenza; S. Copello; C. Cosmelli; O. Cremonesi; C. Crescentini; R. J. Creswick; J. S. Cushman; A. D'Addabbo; D. D'Aguanno; I. Dafinei; C. J. Davis; F. Del Corso; S. Dell'Oro; M. M. Deninno; S. Di Domizio; M. L. Di Vacri; L. Di Paolo; A. Drobizhev; L. Ejzak; R. Faccini; D. Q. Fang; M. Faverzani; E. Ferri; F. Ferroni; E. Fiorini; M. A. Franceschi; S. J. Freedman; B. K. Fujikawa; A. Giachero; L. Gironi; A. Giuliani; L. Gladstone; J. Goett; P. Gorla; C. Gotti; C. Guandalini; M. Guerzoni; T. D. Gutierrez; E. E. Haller; K. Han; E. V. Hansen; K. M. Heeger; R. Hennings-Yeomans; K. P. Hickerson; H. Z. Huang; M. Iannone; R. Kadel; G. Keppel; L. Kogler; Yu. G. Kolomensky; A. Leder; C. Ligi; K. E. Lim; Y. G. Ma; C. Maiano; L. Marini; M. Martinez; C. Martinez Amaya; R. H. Maruyama; Y. Mei; N. Moggi; S. Morganti; P. J. Mosteiro; S. S. Nagorny; T. Napolitano; M. Nastasi; C. Nones; E. B. Norman; V. Novati; A. Nucciotti; I. Nutini; T. O'Donnell; E. Olivieri; F. Orio; J. L. Ouellet; C. E. Pagliarone; M. Pallavicini; V. Palmieri; L. Pattavina; M. Pavan; M. Pedretti; A. Pelosi; G. Pessina; V. Pettinacci; G. Piperno; C. Pira; S. Pirro; S. Pozzi; E. Previtali; F. Reindl; F. Rimondi; L. Risegari; C. Rosenfeld; C. Rusconi; M. Sakai; E. Sala; C. Salvioni; S. Sangiorgio; D. Santone; D. Schaeffer; B. Schmidt; J. Schmidt; N. D. Scielzo; V. Singh; M. Sisti; A. R. Smith; F. Stivanello; L. Taffarello; M. Tenconi; F. Terranova; C. Tomei; G. Ventura; M. Vignati; S. L. Wagaarachchi; B. S. Wang; H. W. Wang; B. Welliver; J. Wilson; K. Wilson; L. A. Winslow; T. Wise; L. Zanotti; G. Q. Zhang; B. X. Zhu; S. Zimmermann; S. Zucchelli. - ELETTRONICO. - (2017).
CUORE Collaboration; C. Alduino; K. Alfonso; E. Andreotti; C. Arnaboldi; F. T. Avignone III; O. Azzolini; I. Bandac; T. I. Banks; G. Bari; M. Barucci; J. W. Beeman; F. Bellini; G. Benato; A. Bersani; D. Biare; M. Biassoni; A. Branca; C. Brofferio; A. Bryant; A. Buccheri; C. Bucci; C. Bulfon; A. Camacho; A. Caminata; L. Canonica; X. G. Cao; S. Capelli; M. Capodiferro; L. Cappelli; L. Cardani; P. Carniti; M. Carrettoni; N. Casali; L. Cassina; G. Ceruti; A. Chiarini; D. Chiesa; N. Chott; M. Clemenza; S. Copello; C. Cosmelli; O. Cremonesi; C. Crescentini; R. J. Creswick; J. S. Cushman; A. D'Addabbo; D. D'Aguanno; I. Dafinei; C. J. Davis; F. Del Corso; S. Dell'Oro; M. M. Deninno; S. Di Domizio; M. L. Di Vacri; L. Di Paolo; A. Drobizhev; L. Ejzak; R. Faccini; D. Q. Fang; M. Faverzani; E. Ferri; F. Ferroni; E. Fiorini; M. A. Franceschi; S. J. Freedman; B. K. Fujikawa; A. Giachero; L. Gironi; A. Giuliani; L. Gladstone; J. Goett; P. Gorla; C. Gotti; C. Guandalini; M. Guerzoni; T. D. Gutierrez; E. E. Haller; K. Han; E. V. Hansen; K. M. Heeger; R. Hennings-Yeomans; K. P. Hickerson; H. Z. Huang; M. Iannone; R. Kadel; G. Keppel; L. Kogler; Yu. G. Kolomensky; A. Leder; C. Ligi; K. E. Lim; Y. G. Ma; C. Maiano; L. Marini; M. Martinez; C. Martinez Amaya; R. H. Maruyama; Y. Mei; N. Moggi; S. Morganti; P. J. Mosteiro; S. S. Nagorny; T. Napolitano; M. Nastasi; C. Nones; E. B. Norman; V. Novati; A. Nucciotti; I. Nutini; T. O'Donnell; E. Olivieri; F. Orio; J. L. Ouellet; C. E. Pagliarone; M. Pallavicini; V. Palmieri; L. Pattavina; M. Pavan; M. Pedretti; A. Pelosi; G. Pessina; V. Pettinacci; G. Piperno; C. Pira; S. Pirro; S. Pozzi; E. Previtali; F. Reindl; F. Rimondi; L. Risegari; C. Rosenfeld; C. Rusconi; M. Sakai; E. Sala; C. Salvioni; S. Sangiorgio; D. Santone; D. Schaeffer; B. Schmidt; J. Schmidt; N. D. Scielzo; V. Singh; M. Sisti; A. R. Smith; F. Stivanello; L. Taffarello; M. Tenconi; F. Terranova; C. Tomei; G. Ventura; M. Vignati; S. L. Wagaarachchi; B. S. Wang; H. W. Wang; B. Welliver; J. Wilson; K. Wilson; L. A. Winslow; T. Wise; L. Zanotti; G. Q. Zhang; B. X. Zhu; S. Zimmermann; S. Zucchelli
File in questo prodotto:
Eventuali allegati, non sono esposti

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11585/627951
 Attenzione

Attenzione! I dati visualizzati non sono stati sottoposti a validazione da parte dell'ateneo

Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 265
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 243
social impact