大质量ZnSe测辐射热计搜寻稀有事件的性能

SiO2涂层对探测稀有事件的锗光辐射热探测器的影响

Effect of SiO2 coating in bolometric Ge light detectors for rare event searches

在用于封装测辐射热计的锗基光检测器中，通常将SiO $_2$抗反射涂层施加在锗晶片的暴露于光的一侧上，目的是提高其光收集效率。在本文中，我们报告了一个测量，在25-35 mK的温度范围内，由于这种方法，这导致了20%的顺序获得的光收集增加。所遵循的程序经过精心选择，以尽量减少系统性影响。所采用的光源具有相同的光谱特征（峰值在$\sim 630$ nm波长处），这将支持未来在同位素$^{82}$ Se上和基于ZnSe晶体（如LUCIFER）的无中微子双β衰变实验。源和光探测器之间的耦合再现了用于校准测辐射热计的配置。本测量澄清了SiO $_2$涂层的作用，并描述了一种方法和一个设置，可以扩展到其他类型的涂层和发光材料的研究。

2012-12-01nucl-exphysics.ins-det

含去双β活性同位素$^{100}$Mo的锂钼酸盐闪烁量热计用于稀有事件搜索实验

Li$_2$$^{100\textrm{depl}}$MoO$_4$ Scintillating Bolometers for Rare-Event Search Experiments

National Research Centre Kurchatov Institute（库尔恰托夫国家研究中心研究所）；Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry（尼古拉耶夫无机化学研究所）；Universidad Internacional de La Rioja（拉里奥哈国际大学）；INFN, Sezione di Milano Bicocca（意大利国家核物理研究院米兰比科卡分部）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究院罗马分部）；Institute for Nuclear Research of NASU（乌克兰国家科学院核物理研究所）；INFN Sezione di Roma Tor Vergata（意大利国家核物理研究院罗马托尔维尔加塔分部）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究院格兰萨索国家实验室）

基于去双β活性同位素$^{100}$Mo的锂钼酸盐晶体开发了高纯度闪烁量热计，用于稀有事件搜索实验。

2023-04-25nucl-exphysics.ins-det

用于稀有事件搜索的辐射热光探测器的特性

Characterization of bolometric Light Detectors for rare event searches

辐射热测量计由于其出色的能量分辨率和低本征背景，已被证明是搜索稀有过程的非常好的探测器。进一步的主动背景抑制可以通过同时读出由粒子相互作用产生的热和光信号来获得，如LUCIFER实验所提出的。在这个框架中，光探测器的选择及其工作条件的优化起着至关重要的作用。在本文中，我们报告的性能的锗测辐射热光探测器的信号幅度，能量分辨率和信号的时间发展方面的研究。各种操作参数对探测器性能的影响进行了讨论。

2013-07-03nucl-exphysics.ins-det

大质量测辐射热计阵列数据采集与控制系统

A data acquisition and control system for large mass bolometer arrays

在过去的几十年里，辐射热计阵列的使用代表了搜索罕见事件的领先技术之一。CUORE是一个由988 TeO $_2$组成的测辐射热计阵列，自2017年4月以来一直在意大利Gran Sasso的Nazionali实验室采集数据，成功利用了这些探测器的大质量，低背景，良好的能量分辨率和低能量阈值。由于这些特性，它们也可能对其他低能稀有过程敏感，例如星系暗物质相互作用。在本文中，我们描述的数据采集系统，是为CUORE实验开发的。由于其高度模块化，本文所述的数据采集已用于具有类似要求的不同设置，包括试点实验CUORE-0和下一阶段项目的演示器CUPID-0，也在LNGS采集数据。

2018-12-06physics.ins-det

用于低本底物理学的含锂辐射热计

Li-containing scintillating bolometers for low background physics

我们介绍了锂基化合物作为测量辐射热计的性能，用于稀有衰变研究，如双β衰变和直接暗物质研究。这些化合物在安装在Granatori Nazionali del Gran Sasso（意大利）地下实验室的稀释冰箱中进行测试。利用不同的放射源研究了低温净化性能，并估算了可能用于下一代实验的内部污染物的放射性纯度水平。

2013-12-04physics.ins-det

用于稀有事件物理学的具有增强性能的低温光探测器

Cryogenic light detectors with enhanced performance for rare events physics

我们已经开发并测试了一种将测辐射热光探测器耦合到晶体测辐射热计的新方法，该方法基于将光探测器简单地放置在晶体表面上，仅通过重力保持在适当位置。这种简单的安装导致三个重要的改进：（1）它减少了组装检测器所需的非活性材料的量，（2）它通过最小化由安装结构引起的光损失而大大增加了光收集效率，以及（3）由于与热浴的极弱的热链接，它增强了光检测器中引起的热信号。我们测试了这种新技术与16厘米$^2$锗光探测器与热敏电阻读数坐在一个大的TeO $_2$测辐射热计的表面。与以前测试的替代安装相比，光收集效率提高了50%以上。我们在光探测器上获得了20 eV RMS的基线能量分辨率，连同增加的光收集，使我们能够获得用大量TeO $_2$晶体获得的最佳$α$与$β/γ$区分。同时，我们实现了上升和衰减时间分别为0.8和1.6毫秒。这种卓越的性能满足CUPID（CUORE升级粒子识别）实验的所有要求，这是一个1吨重的CUORE后续测辐射热计。

2019-04-29nucl-exphysics.ins-det

CERES：用于重构TeO₂闪烁体能量系统学的低温实验

CERES: A Cryogenic Experiment to Reconstruct Energy Systematics in TeO$_{2}$ bolometers

University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）

本文介绍了CERES实验，旨在通过直接测量TeO₂晶体中 calorimetric 响应的位置依赖性，以重构能量系统学，从而提高低温 calorimetric 检测器在寻找稀有事件如0νββ衰变中的性能。

2026-05-21nucl-exphysics.ins-det

大质量测辐射热探测器响应函数模型

Model of the response function of large mass bolometric detectors

大质量测辐射热计被用于粒子物理实验，以寻找罕见的过程。通过在低温下工作，它们能够检测从几keV到几MeV的粒子能量，测量释放的能量产生的温度上升。这项研究是在CUORE实验的测辐射热计上进行的。这些探测器的响应函数在感兴趣的能量范围内不是线性的，并且它随着工作温度而变化。非线性被发现是由热敏电阻及其偏置电路占主导地位。获得线性响应的方法是这项工作的结果。它允许极大地简化数据分析。

2010-10-16nucl-exphysics.ins-det

在锂$_2$ MoO $_4$放大器上进行的CLYMENE研究与开发的首次放大测辐射热计试验，用于大规模双β衰变实验

First scintillating bolometer tests of a CLYMENE R&D on Li$_2$MoO$_4$ scintillators towards a large-scale double-beta decay experiment

在CLYMENE项目中开始了一项新的锂吸收器研发工作（用于稀有事件探测器的吸收测辐射热计的Li $_2$ MoO $_4$晶体的提拉生长）。CLYMENE的主要目标之一是实现Li $_2$ MoO $_4$晶体生长线，以补充LUMINEU最近开发的CUPID的大规模生产能力，CUPID是下一代吨级测热实验，用于寻找无中微子双β衰变。在本文中，我们报告的性能和放射性纯度的158克和13.5克的闪烁测辐射热计的基础上的第一个大质量（230克）锂$_2$钼$_4$晶体闪烁体的CLYMENE项目内开发的调查。特别是，良好的能量分辨率（在0.2- 5 MeV的能量范围内，2- 7 keV的半高宽），最高的光产额之一（0.97 keV/MeV），在Li $_2$ MoO $_4$双折射测辐射热计中，对α粒子进行了有效的鉴别（10 $σ$）和潜在的低内部放射性污染（U/Th低于0.2- 0.3mBq/kg，但1.4 mBq/kg $^{210}$ Po）展示了CLYMENE在开发CUPID用高质量和放射性纯Li $_2$ MoO $_4$还原剂方面的前景。

2018-03-08physics.ins-det

辐射热探测器阵列中的噪声相关和解相关

Noise correlation and decorrelation in arrays of bolometric detectors

测辐射热计是声子介导的探测器，用于粒子物理实验，以寻找罕见的过程，如无中微子双β衰变和暗物质相互作用。它们具有出色的能量分辨率，在从几keV到几MeV的能量范围内为几keV。然而，分辨率可能受到由机械装置的振动引起的噪声的限制。在辐射热计阵列中，部分噪声在不同的探测器之间是相关的，并且可以使用多通道去相关算法来去除。在本文中，我们提出了一种去相关的方法和它的应用程序从CUORICINO实验，62 TeO2测辐射热计阵列的数据。

2012-03-08hep-exphysics.data-anphysics.ins-det

LUCIFER实验用高纯富集$^{82}$ Se的双β衰变研究

Double-beta decay investigation with highly pure enriched $^{82}$Se for the LUCIFER experiment

LUCIFER项目旨在部署第一个浓缩的辐射热测量计阵列，用于研究$^{82}$ Se的无中微子双β衰变。嵌入源的基质是ZnSe晶体阵列，其中富集的$^{82}$ Se用作衰变同位素。用于制造晶体的初始组分的放射性纯度（其可以作为测辐射热计操作）对于在双β衰变研究的感兴趣区域中实现零背景水平至关重要。在这项工作中，我们评估了2.5公斤的96.3%富集$^{82}$硒金属中的放射性含量，在Gran Sasso地下深处实验室用高纯度锗探测器测量。原始衰变链元素$^{232}$ Th、$^{238}$ U和$^{235}$ U的内污染限值分别为：$<$ 61 $μ$ Bq/kg、$< $ 110 $μ$ Bq/kg和$<$ 74 $μ$ Bq/kg（90% C. L）。进行测量的极低背景条件和$^{82}$ Se的高放射性纯度使我们能够建立$^{82}$ Se到$^{82}$ Kr的0 $^+_1$、2 $^+_2$和2 $^+_1$激发态的双β衰变半衰期的最严格下限为3.4 $\cdot$ 10 $^{22}$ y，分别为1.3 $\cdot$ 10 $^{22}$ y和1.0 $\cdot$ 10 $^{22}$ y，C. L.为90%。

2015-12-01hep-exnucl-exphysics.ins-det

利用Neganov-Trofimov-Luke效应进行稀有事件搜索中的光探测的电荷-热转换器

Charge-to-heat transducers exploiting the Neganov-Trofimov-Luke effect for light detection in rare-event searches

在这项工作中，我们提出了如何制造大面积（15平方厘米），超低阈值锗测辐射热光电探测器，以及如何操作它们来检测几个（光学）光子。这些探测器在低至几十mK的温度下工作，并利用Neganov-Trofimov-Luke（NTL）效应。它们作为电荷-热传感器工作：通过简单地改变施加到特殊金属电极上的电压偏置，热信号线性增加，制造在锗吸收体上，并由（NTD-Ge）热传感器读取。我们制造了一批五个原型，并在不同的设施中使用稀释冰箱运行它们。我们仔细研究了撞击杂散红外辐射如何影响探测器性能，通过光纤引导的LED信号以受控的方式将红外光子照射到测辐射热计中。因此，我们证明了如何辐射密封性的测试环境极大地提高了探测器的性能，允许设置电极电压偏置高达90伏，没有任何泄漏电流和信噪比增益高达12倍（对于可见光子）。因此，我们第一次可以操作大面积NTD-Ge传感器配备NTL测辐射热光电探测器能够达到10 eV以下的基线噪声（RMS）。这种探测器为基于低光产额Ge-NTD装备的测量辐射热计的稀有事件搜索实验开辟了新的领域，例如CUPID无中微子双β衰变实验。

2019-06-27physics.ins-det

用CUORE研究稀有核过程

Study of Rare Nuclear Processes with CUORE

TeO 2测辐射热计多年来一直被用于寻找130-Te中的无中微子双β衰变。CUORE是一个吨级的TeO 2探测器阵列，最近公布了对半衰期最敏感的极限$T_{1/2}^{0ν} > 1.5 \times 10^{25}\,$ yr，它对应于中微子有效马约拉纳质量的上限$140-400$ ~meV。虽然它使CUORE成为世界领先的寻找无中微子双β衰变的实验，但它并不是CUORE在核物理和粒子物理领域做出贡献的唯一研究。正如多年来在许多小规模实验中所做的那样，CUORE将研究罕见的衰变（如130-Te的双中微子双β衰变和123-Te中假设的电子捕获）和罕见的过程（例如，暗物质和轴子相互作用）。本文介绍了一些过去的实验，使用TeO 2测辐射热计的成就，和CUORE的前景。

2018-01-17nucl-exphysics.ins-det

CALDER：用于稀有事件搜索的低温光探测器

CALDER: cryogenic light detector for rare events search

CALDER项目旨在开发对紫外线和可见光具有高灵敏度的低温光探测器，用于大规模测辐射热计中的粒子标记。事实上，CUORE的灵敏度可以增加3倍，这要归功于$α$ -背景的减少，通过检测由$β/γ$事件发射的切伦科夫光（100 eV）获得。目前使用的光探测器没有解决这一任务所需的功能，所以我们决定开发一种新的光探测器，使用动态电感探测器作为传感器。这种方法是非常具有挑战性的，并且需要满足密集的R $\&$ D。这项活动的第一批结果如下所示。

2015-12-30hep-exnucl-exphysics.ins-det

基于ZnO的闪烁量热计：研究$^{64}$Zn双β衰变的新前景

ZnO-based scintillating bolometers: New prospects to study double beta decay of $^{64}$Zn

本研究首次详细评估了7.2 g基于ZnO的低温闪烁量热计性能，利用热信号时间特性有效识别事件并测量了放射纯度，为搜索$^{64}$Zn双β衰变设定了限制，展现出10 kg规模实验达到$10^{24}$年灵敏度的潜力。

2023-04-11nucl-exphysics.ins-det

中子嬗变掺杂锗中放射性杂质的研究

Study of Radioactive Impurities in Neutron Transmutation Doped Germanium

一个计划，以开发低温（mK）传感器与中子嬗变掺杂锗的稀有事件研究与低温测辐射热计已经启动。为了这个目的，半导体级Ge晶片用来自孟买BARC的Dhruva反应堆的热中子通量辐照。经辐照样品的光谱研究表明，用于辐照样品的胶囊的环境导致显著水平的$^{65}$ Zn、$^{110}$ Ag和$^{182}$ Ta杂质，其可通过化学蚀刻约$\sim50 μ$ m厚的表面层来减少。根据在低本底计数装置中对蚀刻样品的测量，由于体Ge中的$^{123}$ Sb的痕量杂质引起的放射性估计为辐照后的$\sim$ 1 Bq/gm。这些估计表明，为了将NTD Ge传感器用于罕见事件研究，需要$\sim$ 2年的冷却期，以将放射性背景降低至$\le$ 1 mBq/gm。

2014-11-27nucl-exphysics.ins-det

CUORE测辐射热探测器的信号和噪声模拟

Signal and noise simulation of CUORE bolometric detectors

测辐射热探测器用于粒子物理实验，以寻找罕见的过程，如无中微子双β衰变和暗物质相互作用。通过在低温下工作，它们能够探测从几keV到几MeV的粒子能量，测量释放能量产生的温升。这项工作的重点是CUORE实验的测辐射热计，这是由TeO $_2$晶体。这些探测器的响应与能量是非线性的，并随工作温度而变化。噪声依赖于工作条件，并且在低能量下显著影响能量分辨率和检测性能。我们提出了一个软件工具来模拟CUORE样测辐射热计的信号和噪声，包括工作温度漂移，非线性和堆积所产生的影响。模拟结果与实测数据吻合较好。

2011-07-18hep-exphysics.ins-det

用于稀有事件探测的CaWO4晶体的低温闪烁性能

Low-Temperature Scintillation Properties of CaWO4 Crystals for Rare-Event Searches

为了展望其在低温稀有事件研究中的应用前景，我们研究了CaWO 4晶体在α和γ激发下的低温闪烁特性。关于闪烁衰减时间，我们观察到一个长的组件在ms范围内显着有助于低于40 K的光产额。我们首次测量了光产额的α/γ比的温度依赖性。这个参数可以用来区分辐射热计中的α和γ事件，在低温下比室温下小8-15%。

2015-10-20astro-ph.IMphysics.ins-det

用于低温稀有事件搜索的闪烁探测器的几何形状对光收集效率的影响

Impact of geometry on light collection efficiency of scintillation detectors for cryogenic rare event searches

进行闪烁探测器中光子传播的模拟，目的是找到最佳的闪烁体几何形状、表面处理和外部反射器的形状，以实现避免直接光学耦合的探测器配置的最大光收集效率，这种情况在双β衰变和暗物质的实验搜索中在低温蒸发测辐射热计中常见。为了评估各种几何配置的光收集效率，我们使用ZEMAX光线跟踪软件。结果发现，具有截锥形状的外部反射镜的三角棱镜形状的聚光器给出最高的光收集效率。模拟的结果通过测量CaWO4晶体光吸收器的光收集效率得到证实。光输出的模拟值和测量值的比较表明，良好的协议

2014-04-30hep-exphysics.ins-det

创新量热器的安装：一种基于重力的方法

Innovating Bolometers' Mounting: A Gravity-Based Approach

CUPID合作组提出仅靠重力固定堆叠配置量热器的创新方法，通过中型原型机测试验证了其在热稳定性、能量分辨率和光产额上均满足实验需求。

2025-03-06hep-exnucl-exphysics.ins-det

CUPID-0第一阶段搜索$^{82}$ Se无中子双β衰变的最终结果

Final result of CUPID-0 phase-I in the search for the $^{82}$Se Neutrinoless Double Beta Decay

CUPID-0是CUPID的第一个试点实验，CUPID是一个下一代项目，用于测量无中微子双β衰变（0 $ν$ DBD）。该探测器由24个富集和2个天然ZnSe晶体组成，从2017年6月至2018年12月一直在Gran Sasso的Nazionali采集数据，收集了5.29 kg $\times$ yr的$^{82}$ Se暴露量。在本文中，我们提出了第一阶段的结果在搜索0 $ν$ DBD。我们证明，CUPID-0实现的技术，使我们能够达到最低的背景量热实验：$(3.5^{+1.0}_{-0.9})\times10^{-3}$计数/（千电子伏千克年）。监测3.88 $\times$ 10 $^{25}$ $^{82}$ Se核$\times$年，我们达到了$\rm{T}^{0ν}_{1/2}>5.0\times10^{24} \rm{yr}$的90%可信区间中值灵敏度，并对$^{82}$ Se 0 $ν$ DBD的半衰期设定了最严格的限制：$\rm{T}^{0ν}_{1/2}>3.5\times10^{24} \rm{yr}$（90%可信区间），对应于m $_{ββ} <$（311-638）meV，取决于核基质元素计算。

2019-06-12hep-exnucl-exphysics.atom-ph

作为低温闪烁量热计的Li$_2$WO$_4$晶体的特性研究

Characterization of the Li$_2$WO$_4$ crystal as a cryogenic scintillating calorimeter

本研究首次在地下测试了非钼掺杂天然钨酸锂（LWO）晶体作为闪烁低温量热计的性能，验证了其优异的能量分辨率与粒子鉴别能力，证实该材料是下一代稀有事件物理实验的理想候选材料。

2025-10-29nucl-exphysics.ins-det

稀有事件探测器用反射箔和闪烁箔的低温相对反射率测量

Low-Temperature Relative Reflectivity Measurements of Reflective and Scintillating Foils used in Rare Event Searches

在这项工作中，我们调查的反射率高反射多层聚合物箔CRESST实验中使用。CRESST实验通过操作结晶CaWO $_4$晶体作为弹性暗物质-核子散射的目标来直接搜索暗物质。为了抑制背景事件，该实验采用所谓的声子-光技术，该技术基于用单独的低温光检测器同时测量主CaWO $_4$靶晶体中的热信号和发射的闪烁光。两个探测器都被高度反射和反射的多层聚合物箔包围，以提高光收集效率并抑制表面背景。虽然这项研究的动机是CRESST实验，结果也是相关的其他罕见事件的搜索，在暗物质和无中微子双β衰变（$0νββ$）的搜索领域中使用制冷低温测辐射热计。在这项工作中，一个专门的实验已经建立，以确定在300 K和20 K的三个多层膜（"VM2000"，"VM2002"，"Vikuiti"）由3M公司生产的相对反射率。用CCD相机测量从箔反射的光束的强度。在300 K和20 K下的强度的比率对应于相对反射率变化。在这项工作中进行的测量显示，所有箔研究的反射率与温度没有显着的变化。

2017-12-20astro-ph.IMphysics.ins-det

CROSS实验：超导薄膜引起的PSD排斥表面事件

The CROSS Experiment: Rejecting Surface Events by PSD Induced by Superconducting Films

无中子双β衰变（$0νββ$）是一种假设的稀有核跃迁（$T_{1/2}>10^{26}$ y）。它的观测将提供关于中微子（狄拉克或马约拉纳粒子）性质的重要见解，证明轻子数是不守恒的。这种衰变可以用嵌入双β衰变同位素（$^{76}$ Ge、$^{82}$ Se、$^{100}$ Mo、$^{116}$ Cd、$^{130}$ Te.）的测辐射热计来研究，其性能相当于低温量热计（10 mK），通过专用温度计读出的微小温升来检测粒子相互作用。CROSS（Cryogenic Rare Event Observatory with Surface Sensitivity）的目标是开发热辐射探测器（Li $_{2}$ MoO $_{4}$和TeO $_{2}$），通过利用沉积在晶体表面的Al膜的超导特性，能够区分表面$α$和$β$相互作用。本文报道了在CSNSM（法国奥赛）进行的样机试验结果，表明沉积在晶体表面的几层$μ$ m厚的超导Al膜具有区分表面$α$和体相的能力，从而为探测器提供了所需的表面灵敏度。CROSS技术将进一步改善背景抑制，简化探测器结构，以便将来进行竞争性的双β衰变搜索。

2020-02-11physics.ins-det

一种用于测热实验的高精度脉冲产生与稳定系统

A High Precision Pulse Generation and Stabilization System for Bolometric Experiments

寻找罕见事件的测辐射热实验通常需要极低的放射性背景，以防止假信号模仿感兴趣的信号，破坏设备的灵敏度。在这种情况下，放射源不能用于产生已知信号以在数据采集期间校准测量的能谱。在本文中，我们提出了一种仪器设计，以产生超稳定和非常精确的校准脉冲，它可以用来稳定的响应测辐射热计在数据采集。该仪器的特点是存在多个输出，一个完全可编程的脉冲宽度和幅度和一个专用的菊花链光学触发线。它可以通过CAN总线协议进行远程控制和监控。在1 MeV下的能量分辨率为20 eV FWHM（10 keV下为2 eV FWHM），热稳定性为0.1 ppm/°C。该装置还可以提供可调功率，以补偿低温实验中通常发生的低频热波动。

2017-11-27physics.ins-det

TeO $_2$晶体光产额的测量与优化

Measurements and optimization of the light yield of a TeO$_2$ crystal

辐射热测量计由于其优异的能量分辨率和极低的本征背景，已被证明是寻找稀有过程的良好仪器。在这类探测器中，区分α粒子和电子的能力代表了本底降低的一个重要方面。获得这种区分的一种可能性是通过检测切伦科夫光来提供的，在天然放射性的低能量下，切伦科夫光仅由电子发射。本文介绍了开发的方法来评估由TeO $_2$晶体产生的光的量时，由511 keV的光子击中。显示和比较的晶体和读出系统的详细模拟的实验测量和结果。测量到每沉积MeV约52个切伦科夫光子的光产额。还介绍了用PTFE层包裹晶体的效果，其目的是最大化光收集。

2014-09-12hep-exphysics.ins-det

具有真$4π$ -否决的CRESST-II检测器模块的性能

Performance of a CRESST-II Detector Module with True $4π$-veto

闪烁、低温测辐射热计广泛用于稀有事件搜索领域。它们的主要优点是出色的能量分辨率和逐个事件的粒子识别。应用这种检测器技术的实验的灵敏度可能受到光通道的性能和感兴趣区域中外部背景的存在的限制。在CRESST-II实验的框架内，我们开发并成功测试了一种新颖的探测器设计，解决了这两个挑战。使用大尺寸（$\approx$ \unit [60]{cm $^2$ }）烧杯形硅光吸收体，与传统CRESTT-II检测器模块相比，光通道中记录的信号高度提高了2.5倍。结合大载体晶体，建立了一个真正的$4π$否决系统，允许标记外部背景源。

2017-08-04astro-ph.IMphysics.ins-det

用CUORE寻找$^{130}$ Te的无中微子双β衰变

Searching for neutrinoless double-beta decay of $^{130}$Te with CUORE

无中微子双β（$0νββ$）衰变是一种假设的轻子数破坏过程，它提供了唯一已知的方法来断言中微子质量可能的马约拉纳性质。罕见事件低温地下观测站（CUORE）是一个即将进行的实验，旨在使用988 TeO $_2$晶体测辐射热计阵列在10 mK下运行，搜索$^{130}$ Te的$0νββ$衰变。探测器将包含206 kg $^{130}$ Te，平均能量分辨率为5 keV;在$1σ$下，5年寿命后预计的$0νββ$衰变半衰期灵敏度为$1.6\times 10^{26}$ y（$9.5\times10^{25}$ y，置信水平为90%），这对应于有效Majorana质量的上限，范围为40- 100 meV（50- 130 meV）。本文综述了CUORE中所使用的实验技术，以及它的现状和预期的物理范围。

2015-02-13nucl-exphysics.ins-det

CUORE的低能分析技术

Low Energy Analysis Techniques for CUORE

CUORE是一个吨级的低温探测器，在国家科学院（LNGS）运行，使用二氧化碲测辐射热计搜索$^{130}$ Te的无中微子双β衰变。CUORE还适合搜索低能稀有事件，如太阳轴子或WIMP散射，这要归功于其超低的背景和大的目标质量。然而，为了进行这种敏感的搜索，需要将能量阈值提高到10 keV。在本文中，我们描述了为CUORE类探测器的低能分析开发的分析技术，使用CUORE-0从2013年11月到2015年3月获得的数据，CUORE-0是一个单塔原型，旨在验证CUORE的组装程序和新的清洁技术。我们详细解释了能量阈值优化，触发效率的连续监测，数据和事件选择，以及低能量下的能量校准。同时给出了CuORE-0在60 keV以下的低能背景谱。最后，我们报告的敏感性CUORE WIMP年度调制使用CUORE-0的能量阈值和背景，以及在CUORE-0的核反冲核淬灭因子的不确定性估计。

2017-12-14nucl-exphysics.ins-det

CUORE实验的投影背景

The projected background for the CUORE experiment

罕见事件低温地下观测站（CUORE）的设计目的是寻找130 Te的无中微子双β衰变，使用988 TeO 2测辐射热计阵列，工作温度约为10 mK。目前，该实验正在意大利Gran Sasso国家图书馆A厅进行。CUORE的目标是达到90%的C.L.。在5年的数据采集后，对9 $\times$ 10 $^{25}$年的\tect衰变半衰期的排除敏感性。实现这一目标所要解决的主要问题是感兴趣区域中的背景事件发生率，其不得高于10 $^{-2}$计数/keV/kg/y。我们开发了一个详细的蒙特卡罗模拟，从材料筛选，放射性分析和测热测量活动的结果的基础上，以评估预期的背景。多年来，这被用来指导实验的构建策略，我们在这里使用它来为CUORE设计一个背景模型。本文报道了我们的研究结果和对130 Te无中微子双β衰变峰特征能区的本底率的预期。

2017-08-31physics.ins-det

CUPID，即带有粒子鉴别的CUORE升级实验

CUPID, the CUORE Upgrade with Particle IDentification

CUPID是基于CUORE的下一代实验，利用富集Li$_2$$^{100}$MoO$_4$闪烁量热器寻找无中微子双β衰变，旨在覆盖倒序中微子质量方案及部分正序方案，其发现和排除灵敏度可达10$^{27}$年量级。

2025-07-11hep-exnucl-exphysics.ins-det

CUORE-0结果和CUORE实验的前景

CUORE-0 results and prospects for the CUORE experiment

CUORE（Cryogenic Underground Observatory for Rare Events）实验使用了741 kg TeO 2晶体，在感兴趣区域的能量分辨率为5 keV（0.2%），旨在以前所未有的灵敏度寻找130 Te的无中微子双β衰变。预计将于2015年开始数据采集，CUORE目前正处于LNGS的高级建设阶段。CUORE预测的无中微子双β衰变半衰期灵敏度在1 sigma下为1.6E26 y（在90%置信水平下为9.5E25 y），在五年的生存时间内，对应于马约拉纳有效质量的上限范围为40-100 meV（50-130 meV）。进一步的背景拒绝与辅助测辐射热探测器可以提高CUORE的灵敏度和竞争力的测辐射热探测器对倒置中微子质量层次的全面分析。CUORE-0是为了测试和演示即将到来的CUORE实验的性能而建造的。它由一个CUORE塔（52个TeO 2测辐射热计，每个750 g，排列在13层楼的结构中）组成，严格按照CUORE的材料和组装程序配方建造。CUORE-0是一个独立的实验，预计在一年的寿命内，它将达到对130 Te的无中微子双β衰变半衰期约3E 24 y的灵敏度。我们提出了一个更新的数据，对应于18.1公斤的曝光。背景分析表明，CUORE的性能目标得到满足，而灵敏度目标是可以达到的。

2015-02-09hep-exphysics.ins-det