Universe (Jan 2019)
Results from the Cuore Experiment †
- Alessio Caminata,
- Douglas Adams,
- Chris Alduino,
- Krystal Alfonso,
- Frank Avignone,
- Oscar Azzolini,
- Giacomo Bari,
- Fabio Bellini,
- Giovanni Benato,
- Andrea Bersani,
- Matteo Biassoni,
- Antonio Branca,
- Chiara Brofferio,
- Carlo Bucci,
- Alice Campani,
- Lucia Canonica,
- Xi-Guang Cao,
- Silvia Capelli,
- Luigi Cappelli,
- Laura Cardani,
- Paolo Carniti,
- Nicola Casali,
- Davide Chiesa,
- Nicholas Chott,
- Massimiliano Clemenza,
- Simone Copello,
- Carlo Cosmelli,
- Oliviero Cremonesi,
- Richard Creswick,
- Jeremy Cushman,
- Antonio D’Addabbo,
- Damiano D’Aguanno,
- Ioan Dafinei,
- Christopher Davis,
- Stefano Dell’Oro,
- Milena Deninno,
- Sergio Di Domizio,
- Valentina Dompè,
- Alexey Drobizhev,
- De-Qing Fang,
- Guido Fantini,
- Marco Faverzani,
- Elena Ferri,
- Fernando Ferroni,
- Ettore Fiorini,
- Massimo Alberto Franceschi,
- Stuart Freedman,
- Brian Fujikawa,
- Andrea Giachero,
- Luca Gironi,
- Andrea Giuliani,
- Paolo Gorla,
- Claudio Gotti,
- Thomas Gutierrez,
- Ke Han,
- Karsten Heeger,
- Raul Hennings-Yeomans,
- Roger Huang,
- Huan Zhong Huang,
- Joe Johnston,
- Giorgio Keppel,
- Yury Kolomensky,
- Alexander Leder,
- Carlo Ligi,
- Yu-Gang Ma,
- Laura Marini,
- Maria Martinez,
- Reina Maruyama,
- Yuan Mei,
- Niccolo Moggi,
- Silvio Morganti,
- Tommaso Napolitano,
- Massimiliano Nastasi,
- Claudia Nones,
- Eric Norman,
- Valentina Novati,
- Angelo Nucciotti,
- Irene Nutini,
- Thomas O’Donnell,
- Jonathan Ouellet,
- Carmine Pagliarone,
- Marco Pallavicini,
- Luca Pattavina,
- Maura Pavan,
- Gianluigi Pessina,
- Valerio Pettinacci,
- Cristian Pira,
- Stefano Pirro,
- Stefano Pozzi,
- Ezio Previtali,
- Andrei Puiu,
- Carl Rosenfeld,
- Claudia Rusconi,
- Michinari Sakai,
- Samuele Sangiorgio,
- Benjamin Schmidt,
- Nick Scielzo,
- Vivek Singh,
- Monica Sisti,
- Danielle Speller,
- Luca Taffarello,
- Francesco Terranova,
- Claudia Tomei,
- Marco Vignati,
- Sachinthya Wagaarachchi,
- Barbara Wang,
- Bradford Welliver,
- Jeffrey Wilson,
- Kevin Wilson,
- Lindley Winslow,
- Tom Wise,
- Luigi Zanotti,
- Sergio Zimmermann,
- Stefano Zucchelli
Affiliations
- Alessio Caminata
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
- Douglas Adams
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Chris Alduino
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Krystal Alfonso
- Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA
- Frank Avignone
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Oscar Azzolini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padova), Italy
- Giacomo Bari
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, I-40127 Bologna, Italy
- Fabio Bellini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Giovanni Benato
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Andrea Bersani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
- Matteo Biassoni
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Antonio Branca
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Padova, I-35131 Padova, Italy
- Chiara Brofferio
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Carlo Bucci
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Alice Campani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
- Lucia Canonica
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Xi-Guang Cao
- Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
- Silvia Capelli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Luigi Cappelli
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Laura Cardani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Paolo Carniti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Nicola Casali
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Davide Chiesa
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Nicholas Chott
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Massimiliano Clemenza
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Simone Copello
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Carlo Cosmelli
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Oliviero Cremonesi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Richard Creswick
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Jeremy Cushman
- Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
- Antonio D’Addabbo
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Damiano D’Aguanno
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Ioan Dafinei
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Christopher Davis
- Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
- Stefano Dell’Oro
- Center for Neutrino Physics, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA 24061, USA
- Milena Deninno
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, I-40127 Bologna, Italy
- Sergio Di Domizio
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
- Valentina Dompè
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Alexey Drobizhev
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- De-Qing Fang
- Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
- Guido Fantini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Marco Faverzani
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Elena Ferri
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Fernando Ferroni
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Ettore Fiorini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Massimo Alberto Franceschi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Frascati, I-00044 Frascati (Roma), Italy
- Stuart Freedman
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Brian Fujikawa
- Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA
- Andrea Giachero
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Luca Gironi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Andrea Giuliani
- CSNSM, University of Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
- Paolo Gorla
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Claudio Gotti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Thomas Gutierrez
- Physics Department, California Polytechnic State University, San Luis Obispo, CA 93407, USA
- Ke Han
- INPAC and School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai 200240, China
- Karsten Heeger
- Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
- Raul Hennings-Yeomans
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Roger Huang
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Huan Zhong Huang
- Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA
- Joe Johnston
- Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA
- Giorgio Keppel
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padova), Italy
- Yury Kolomensky
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Alexander Leder
- Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA
- Carlo Ligi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Frascati, I-00044 Frascati (Roma), Italy
- Yu-Gang Ma
- Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
- Laura Marini
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Maria Martinez
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Reina Maruyama
- Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
- Yuan Mei
- Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA
- Niccolo Moggi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, I-40127 Bologna, Italy
- Silvio Morganti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Tommaso Napolitano
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Frascati, I-00044 Frascati (Roma), Italy
- Massimiliano Nastasi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Claudia Nones
- Service de Physique des Particules, CEA/Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette, France
- Eric Norman
- Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA
- Valentina Novati
- CSNSM, University of Paris-Sud, CNRS/IN2P3, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France
- Angelo Nucciotti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Irene Nutini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Thomas O’Donnell
- Center for Neutrino Physics, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA 24061, USA
- Jonathan Ouellet
- Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA
- Carmine Pagliarone
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Marco Pallavicini
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Genova, I-16146 Genova, Italy
- Luca Pattavina
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Maura Pavan
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Gianluigi Pessina
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Valerio Pettinacci
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Cristian Pira
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali di Legnaro, I-35020 Legnaro (Padova), Italy
- Stefano Pirro
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Laboratori Nazionali del Gran Sasso, I-67100 Assergi (L’Aquila), Italy
- Stefano Pozzi
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Ezio Previtali
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Andrei Puiu
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Carl Rosenfeld
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Claudia Rusconi
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Michinari Sakai
- Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA
- Samuele Sangiorgio
- Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA
- Benjamin Schmidt
- Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA
- Nick Scielzo
- Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA
- Vivek Singh
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Monica Sisti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Danielle Speller
- Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
- Luca Taffarello
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Padova, I-35131 Padova, Italy
- Francesco Terranova
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Claudia Tomei
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Marco Vignati
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Roma, I-00185 Roma, Italy
- Sachinthya Wagaarachchi
- Department of Physics, University of California, Berkeley, CA 94720, USA
- Barbara Wang
- Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA 94550, USA
- Bradford Welliver
- Nuclear Science Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA
- Jeffrey Wilson
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Kevin Wilson
- Department of Physics and Astronomy, University of South Carolina, Columbia, SC 29208, USA
- Lindley Winslow
- Laboratory for Nuclear Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, USA
- Tom Wise
- Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University, New Haven, CT 06520, USA
- Luigi Zanotti
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Milano Bicocca, I-20126 Milano, Italy
- Sergio Zimmermann
- Engineering Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA 94720, USA
- Stefano Zucchelli
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)—Sezione di Bologna, I-40127 Bologna, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/universe5010010
- Journal volume & issue
-
Vol. 5,
no. 1
p. 10
Abstract
The Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE) is the first bolometric experiment searching for neutrinoless double beta decay that has been able to reach the 1-ton scale. The detector consists of an array of 988 TeO 2 crystals arranged in a cylindrical compact structure of 19 towers, each of them made of 52 crystals. The construction of the experiment was completed in August 2016 and the data taking started in spring 2017 after a period of commissioning and tests. In this work we present the neutrinoless double beta decay results of CUORE from examining a total TeO 2 exposure of 86.3 kg yr , characterized by an effective energy resolution of 7.7 keV FWHM and a background in the region of interest of 0.014 counts / ( keV kg yr ) . In this physics run, CUORE placed a lower limit on the decay half-life of neutrinoless double beta decay of 130 Te > 1.3 · 10 25 yr (90% C.L.). Moreover, an analysis of the background of the experiment is presented as well as the measurement of the 130 Te 2 ν β β decay with a resulting half-life of T 1 / 2 2 ν = [ 7.9 ± 0.1 ( stat . ) ± 0.2 ( syst . ) ] × 10 20 yr which is the most precise measurement of the half-life and compatible with previous results.
Keywords
