Symmetry (Apr 2022)
Testing the Pauli Exclusion Principle with the VIP-2 Experiment
- Fabrizio Napolitano,
- Sergio Bartalucci,
- Sergio Bertolucci,
- Massimiliano Bazzi,
- Mario Bragadireanu,
- Cesidio Capoccia,
- Michael Cargnelli,
- Alberto Clozza,
- Luca De Paolis,
- Raffaele Del Grande,
- Carlo Fiorini,
- Carlo Guaraldo,
- Mihail Iliescu,
- Matthias Laubenstein,
- Johann Marton,
- Marco Miliucci,
- Edoardo Milotti,
- Federico Nola,
- Kristian Piscicchia,
- Alessio Porcelli,
- Alessandro Scordo,
- Francesco Sgaramella,
- Hexi Shi,
- Diana Laura Sirghi,
- Florin Sirghi,
- Oton Vazquez Doce,
- Johann Zmeskal,
- Catalina Curceanu
Affiliations
- Fabrizio Napolitano
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Sergio Bartalucci
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Sergio Bertolucci
- Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna, Via Irnerio 46, I-40126 Bologna, Italy
- Massimiliano Bazzi
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Mario Bragadireanu
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Cesidio Capoccia
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Michael Cargnelli
- Stefan-Meyer-Institute for Subatomic Physics, Austrian Academy of Science, Kegelgasse 27, 1030 Vienna, Austria
- Alberto Clozza
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Luca De Paolis
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Raffaele Del Grande
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Carlo Fiorini
- Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria and INFN Sezione di Milano, I-20133 Milano, Italy
- Carlo Guaraldo
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Mihail Iliescu
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Matthias Laubenstein
- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Via G. Acitelli 22, I-67100 L’Aquila, Italy
- Johann Marton
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Marco Miliucci
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Edoardo Milotti
- Dipartimento di Fisica, Università di Trieste and INFN-Sezione di Trieste, Via Valerio 2, I-34127 Trieste, Italy
- Federico Nola
- Macroarea di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali, Università degli studi di Roma Tor Vergata, Via Cracovia n.50, I-00133 Rome, Italy
- Kristian Piscicchia
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Alessio Porcelli
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Alessandro Scordo
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Francesco Sgaramella
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Hexi Shi
- Stefan-Meyer-Institute for Subatomic Physics, Austrian Academy of Science, Kegelgasse 27, 1030 Vienna, Austria
- Diana Laura Sirghi
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Florin Sirghi
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Oton Vazquez Doce
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- Johann Zmeskal
- Stefan-Meyer-Institute for Subatomic Physics, Austrian Academy of Science, Kegelgasse 27, 1030 Vienna, Austria
- Catalina Curceanu
- Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Via E. Fermi 54, I-00044 Rome, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/sym14050893
- Journal volume & issue
-
Vol. 14,
no. 5
p. 893
Abstract
Violations of the Pauli Exclusion Principle (PEP), albeit small, could be motivated by physics beyond the Standard Model, ranging from violation of Lorentz invariance to extra space dimensions. This scenario can be experimentally constrained through dedicated, state-of-the-art X-ray spectroscopy, searching for a forbidden atomic transition from the L shell to the K shell already occupied by two electrons. The VIP-2 Experiment located at the underground Gran Sasso National Laboratories of INFN (Italy) tests PEP violations by introducing new electrons via a direct current in a copper conductor, measuring the X-ray energies through a silicon drift detector. Bayesian and frequentist analyses of approximately six months of data taken with the fully operational setup is presented, setting the strongest limit to date on the PEP violation shown by the VIP collaboration. The upper bound on PEP violation are placed at 90% CL β2/2≤6.8×10−42 with the Bayesian approach, and β2/2≤7.1×10−42 with the frequentist CLs technique.
Keywords