European Physical Journal C: Particles and Fields (Sep 2019)

Double-beta decay of $$^{130}\hbox {Te}$$ 130Te to the first $$0^+$$ 0+ excited state of $$^{130}\hbox {Xe}$$ 130Xe with CUORE-0

  • C. Alduino,
  • K. Alfonso,
  • D. R. Artusa,
  • F. T. Avignone III,
  • O. Azzolini,
  • T. I. Banks,
  • G. Bari,
  • J. W. Beeman,
  • F. Bellini,
  • A. Bersani,
  • M. Biassoni,
  • C. Brofferio,
  • C. Bucci,
  • A. Camacho,
  • A. Caminata,
  • L. Canonica,
  • X. G. Cao,
  • S. Capelli,
  • L. Cappelli,
  • L. Carbone,
  • L. Cardani,
  • P. Carniti,
  • N. Casali,
  • L. Cassina,
  • D. Chiesa,
  • N. Chott,
  • M. Clemenza,
  • S. Copello,
  • C. Cosmelli,
  • O. Cremonesi,
  • R. J. Creswick,
  • J. S. Cushman,
  • A. D’Addabbo,
  • I. Dafinei,
  • C. J. Davis,
  • S. Dell’Oro,
  • M. M. Deninno,
  • S. Di Domizio,
  • M. L. Di Vacri,
  • A. Drobizhev,
  • D. Q. Fang,
  • M. Faverzani,
  • J. Feintzeig,
  • G. Fernandes,
  • E. Ferri,
  • F. Ferroni,
  • E. Fiorini,
  • M. A. Franceschi,
  • S. J. Freedman,
  • B. K. Fujikawa,
  • A. Giachero,
  • L. Gironi,
  • A. Giuliani,
  • L. Gladstone,
  • P. Gorla,
  • C. Gotti,
  • T. D. Gutierrez,
  • E. E. Haller,
  • K. Han,
  • E. Hansen,
  • K. M. Heeger,
  • R. Hennings-Yeomans,
  • K. P. Hickerson,
  • H. Z. Huang,
  • R. Kadel,
  • G. Keppel,
  • Yu. G. Kolomensky,
  • A. Leder,
  • C. Ligi,
  • K. E. Lim,
  • X. Liu,
  • Y. G. Ma,
  • M. Maino,
  • L. Marini,
  • M. Martinez,
  • R. H. Maruyama,
  • Y. Mei,
  • N. Moggi,
  • S. Morganti,
  • P. J. Mosteiro,
  • T. Napolitano,
  • C. Nones,
  • E. B. Norman,
  • A. Nucciotti,
  • T. O’Donnell,
  • F. Orio,
  • J. L. Ouellet,
  • C. E. Pagliarone,
  • M. Pallavicini,
  • V. Palmieri,
  • L. Pattavina,
  • M. Pavan,
  • G. Pessina,
  • V. Pettinacci,
  • G. Piperno,
  • C. Pira,
  • S. Pirro,
  • S. Pozzi,
  • E. Previtali,
  • C. Rosenfeld,
  • C. Rusconi,
  • S. Sangiorgio,
  • D. Santone,
  • N. D. Scielzo,
  • V. Singh,
  • M. Sisti,
  • A. R. Smith,
  • L. Taffarello,
  • M. Tenconi,
  • F. Terranova,
  • C. Tomei,
  • S. Trentalange,
  • M. Vignati,
  • S. L. Wagaarachchi,
  • B. S. Wang,
  • H. W. Wang,
  • J. Wilson,
  • L. A. Winslow,
  • T. Wise,
  • A. Woodcraft,
  • L. Zanotti,
  • G. Q. Zhang,
  • B. X. Zhu,
  • S. Zimmermann,
  • S. Zucchelli

DOI
https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-019-7275-5
Journal volume & issue
Vol. 79, no. 9
pp. 1 – 9

Abstract

Read online

Abstract We report on a search for double beta decay of $$^{130}\hbox {Te}$$ 130Te to the first $$0^{+}$$ 0+ excited state of $$^{130}\hbox {Xe}$$ 130Xe using a $$9.8\,\hbox {kg}\cdot \hbox {yr}$$ 9.8kg·yr exposure of $$^{130}\hbox {Te}$$ 130Te collected with the CUORE-0 experiment. In this work we exploit different topologies of coincident events to search for both the neutrinoless and two-neutrino double beta decay modes. We find no evidence for either mode and place lower bounds on the half-lives: $$T^{0\nu }_{0^+_1}>7.9\cdot 10^{23}\hbox {yr}$$ T01+0ν>7.9·1023yr and $$T^{2\nu }_{0^+_1}>2.4\cdot 10^{23}\hbox {yr}$$ T01+2ν>2.4·1023yr ($$90\%\,\hbox {CL}$$ 90%CL ). Combining our results with those obtained by the CUORICINO experiment, we achieve the most stringent constraints available for these processes: $$T^{0\nu }_{0^+_1}>1.4\cdot 10^{24}\hbox {yr}$$ T01+0ν>1.4·1024yr and $$T^{2\nu }_{0^+_1}>2.5\cdot 10^{23}\hbox {yr}$$ T01+2ν>2.5·1023yr ($$90\%\,\hbox {CL}$$ 90%CL ).