Journal of High Energy Physics (Apr 2020)
Search for light mediators in the low-energy data of the CONNIE reactor neutrino experiment
- The CONNIE collaboration,
- Alexis Aguilar-Arevalo,
- Xavier Bertou,
- Carla Bonifazi,
- Gustavo Cancelo,
- Brenda Aurea Cervantes-Vergara,
- Claudio Chavez,
- Juan C. D’Olivo,
- João C. dos Anjos,
- Juan Estrada,
- Aldo R. Fernandes Neto,
- Guillermo Fernandez-Moroni,
- Ana Foguel,
- Richard Ford,
- Federico Izraelevitch,
- Ben Kilminster,
- H. P. Lima,
- Martin Makler,
- Jorge Molina,
- Philipe Mota,
- Irina Nasteva,
- Eduardo Paolini,
- Carlos Romero,
- Youssef Sarkis,
- Miguel Sofo Haro,
- Javier Tiffenberg,
- Christian Torres
Affiliations
- The CONNIE collaboration
- Alexis Aguilar-Arevalo
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de Ḿexico
- Xavier Bertou
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Enerǵıa Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- Carla Bonifazi
- Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Av. Athos da Silveira Ramos 149, Cidade Universitária da Universidade Federal do Rio de Janeiro
- Gustavo Cancelo
- Fermi National Accelerator Laboratory
- Brenda Aurea Cervantes-Vergara
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de Ḿexico
- Claudio Chavez
- Laboratorio de Mecánica y Energía, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Asunción
- Juan C. D’Olivo
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de Ḿexico
- João C. dos Anjos
- Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
- Juan Estrada
- Fermi National Accelerator Laboratory
- Aldo R. Fernandes Neto
- Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca
- Guillermo Fernandez-Moroni
- Fermi National Accelerator Laboratory
- Ana Foguel
- Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Av. Athos da Silveira Ramos 149, Cidade Universitária da Universidade Federal do Rio de Janeiro
- Richard Ford
- Fermi National Accelerator Laboratory
- Federico Izraelevitch
- Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)
- Ben Kilminster
- Physik Institut, Universität Zürich
- H. P. Lima
- Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
- Martin Makler
- Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
- Jorge Molina
- Laboratorio de Mecánica y Energía, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Asunción
- Philipe Mota
- Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas
- Irina Nasteva
- Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Av. Athos da Silveira Ramos 149, Cidade Universitária da Universidade Federal do Rio de Janeiro
- Eduardo Paolini
- Instituto de Investigaciones en Ingeniería Eléctrica, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computadoras, Universidad Nacional del Sur (UNS) — CONICET
- Carlos Romero
- Laboratorio de Mecánica y Energía, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Asunción
- Youssef Sarkis
- Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de Ḿexico
- Miguel Sofo Haro
- Centro Atómico Bariloche and Instituto Balseiro, Comisión Nacional de Enerǵıa Atómica (CNEA), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Universidad Nacional de Cuyo (UNCUYO)
- Javier Tiffenberg
- Fermi National Accelerator Laboratory
- Christian Torres
- Laboratorio de Mecánica y Energía, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Asunción
- DOI
- https://doi.org/10.1007/JHEP04(2020)054
- Journal volume & issue
-
Vol. 2020,
no. 4
pp. 1 – 17
Abstract
Abstract The CONNIE experiment is located at a distance of 30 m from the core of a commercial nuclear reactor, and has collected a 3.7 kg-day exposure using a CCD detector array sensitive to an ∼1 keV threshold for the study of coherent neutrino-nucleus elastic scattering. Here we demonstrate the potential of this low-energy neutrino experiment as a probe for physics Beyond the Standard Model, by using the recently published results to constrain two simplified extensions of the Standard Model with light mediators. We compare the new limits with those obtained for the same models using neutrinos from the Spallation Neutron Source. Our new constraints represent the best limits for these simplified models among the experiments searching for CEνNS for a light vector mediator with mass M Z ′ $$ {M}_{Z^{\prime }} $$ < 10 MeV, and for a light scalar mediator with mass M ϕ < 30 MeV. These results constitute the first use of the CONNIE data as a probe for physics Beyond the Standard Model.
Keywords