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核实验

arXiv:1902.02299 (nucl-ex)
[提交于 2019年2月6日 ]

标题: 在 MAJORANA DEMONSTRATOR 的 26 kg-yr 探测暴露下对$^{76}$Ge 中无中微子双β衰变的搜索

标题: A Search for Neutrinoless Double-Beta Decay in $^{76}$Ge with 26 kg-yr of Exposure from the MAJORANA DEMONSTRATOR

Authors:S.I. Alvis, I.J. Arnquist, F.T. Avignone III, A.S. Barabash, C.J. Barton, V. Basu, F.E. Bertrand, B. Bos, M. Busch, M. Buuck, T.S. Caldwell, Y-D. Chan, C.D. Christofferson, P.-H. Chu, C. Cuesta, J.A. Detwiler, Yu. Efremenko, H. Ejiri, S.R. Elliott, T. Gilliss, G.K. Giovanetti, M.P. Green, J. Gruszko, I.S. Guinn, V.E. Guiseppe, C.R. Haufe, R.J. Hegedus, L. Hehn, R. Henning, D. Hervas Aguilar, E.W. Hoppe, M.A. Howe, M.F. Kidd, S.I. Konovalov, R.T. Kouzes, A.M. Lopez, R.D. Martin, R. Massarczyk, S.J. Meijer, S. Mertens, J. Myslik, G. Othman, W. Pettus, A. Piliounis, A.W.P. Poon, D.C. Radford, J. Rager, A.L. Reine, K. Rielage, N.W. Ruof, B. Shanks, M. Shirchenko, D. Tedeschi, R.L. Varner, S. Vasilyev, B.R. White, J.F. Wilkerson, C. Wiseman, W. Xu, E. Yakushev, C.-H. Yu, V. Yumatov, I. Zhitnikov, B.X. Zhu
摘要: Majorana合作组正在使用高纯度Ge探测器阵列,以寻找$^{76}$Ge的无中微子双β衰变。 Majorana演示器由44.1千克的Ge探测器(其中29.7千克富集到88%的$^{76}$Ge)组成,分为两个模块,这两个模块由超净材料构建。 两个模块都包含在一个低本底屏蔽体内,位于南达科他州利德的桑福德地下研究设施中。 我们展示了关于在$^{76}$Ge中寻找无中微子双β衰变的更新结果,其富集暴露量为$26.0\pm0.5$千克-年。 凭借探测器在$Q_{\beta\beta}$处前所未有的能量分辨率 2.53 keV FWHM,我们在感兴趣区域内观察到一个事件,而估计的背景预期为 0.65 个事件,从而得到了$^{76}$Ge 无中微子双β衰变半衰期的下限为$2.7\times10^{25}$年(90% CL),其中位灵敏度为$4.8\times10^{25}$年(90% CL)。 根据所使用的矩阵元,获得了 200-433 meV 范围内有效马约拉纳中微子质量的 90% CL 上限。 在低本底配置中测得的本底为$11.9\pm2.0$个/(FWHM t yr)。
摘要: The MAJORANA Collaboration is operating an array of high purity Ge detectors to search for the neutrinoless double-beta decay of $^{76}$Ge. The MAJORANA DEMONSTRATOR consists of 44.1 kg of Ge detectors (29.7 kg enriched to 88% in $^{76}$Ge) split between two modules constructed from ultra-clean materials. Both modules are contained in a low-background shield at the Sanford Underground Research Facility in Lead, South Dakota. We present updated results on the search for neutrinoless double-beta decay in $^{76}$Ge with $26.0\pm0.5$ kg-yr of enriched exposure. With the DEMONSTRATOR's unprecedented energy resolution of 2.53 keV FWHM at $Q_{\beta\beta}$, we observe one event in the region of interest with 0.65 events expected from the estimated background, resulting in a lower limit on the $^{76}$Ge neutrinoless double-beta decay half-life of $2.7\times10^{25}$ yr (90% CL) with a median sensitivity of $4.8\times10^{25}$ yr (90% CL). Depending on the matrix elements used, a 90% CL upper limit on the effective Majorana neutrino mass in the range of 200-433 meV is obtained. The measured background in the low-background configurations is $11.9\pm2.0$ counts/(FWHM t yr).
评论: 11页,11图
主题: 核实验 (nucl-ex) ; 高能物理 - 实验 (hep-ex)
引用方式: arXiv:1902.02299 [nucl-ex]
  (或者 arXiv:1902.02299v1 [nucl-ex] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1902.02299
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Phys. Rev. C 100, 025501 (2019)
相关 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.025501
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来自: Thomas Caldwell Jr [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2019 年 2 月 6 日 17:48:23 UTC (787 KB)
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