CUPID: CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events) Upgrade with Particle IDentification
CUPID是一个未来的吨级无中微子双β衰变（$0νββ$）实验，用于探测中微子的马约拉纳性质，并发现中微子质量的所谓倒置层次区域中的轻子数违反。CUPID将建立在CUORE的经验、专业知识和教训的基础上，并将尽可能利用当前的CUORE基础设施。为了实现其雄心勃勃的科学目标，CUPID的目标是增加源质量并大幅减少感兴趣区域的背景。这需要同位素浓缩、升级的纯化和结晶程序、新的探测器技术、更严格的材料选择，以及可能与CUORE部署的最新技术水平有关的新屏蔽概念。本文回顾了CUPID的科学目标，定义了近期研发活动的范围，并提出了安装下一代实验的路线图。一份单独的文件更详细地讨论了广泛的研发计划。
2015-04-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
CUORE-0 background analysis and evaluation of $^{130}$Te $2νββ$ decay half-life
CUORE是一个热测量实验，将寻找$^{130}$ Te的无中子双β衰变。CUORE-0是一个类似CUORE的塔，在2013年至2015年期间运行，以测试CUORE实验的性能。在这一过程中，我们提出的模型的结果，解开和量化的背景源，结合形成CUORE-0的能量谱。我们使用详细的基于Geant 4的模拟和贝叶斯拟合算法来重建实验数据，并评估背景源的活动。该分析的直接结果是测量$^{130}$ Te $2νββ$的衰变半衰期，我们对此进行了初步评估。
2016-10-14 nucl-ex physics.ins-det
Search for Neutrinoless Double-Beta Decay of $^{130}$Te with CUORE-0
本文报道了用CUORE-0辐射热探测器阵列在9. 8 kgPDMATHABMM-yr照射的PDMATHABMTe中寻找无中微子双β衰变的结果。特征探测器能量分辨率和感兴趣区域中的背景水平分别为$5.1\pm 0.3{\rm~keV}$ FWHM和$0.058 \pm 0.004\,(\mathrm{stat.})\pm 0.002\,(\mathrm{syst.})$ ~计数/（keV $\cdot$ kg $\cdot$ yr）。90%~ C. L.实验的下限灵敏度是$2.9\times 10^{24}~{\rm yr}$，并且超过了先前搜索的灵敏度。我们没有发现$^{130}$ Te的无中微子双β衰变的证据，并对衰变半衰期给出了贝叶斯下限，$T^{0ν}_{1/2}>$ ~ $ 2.7\times 10^{24}~{\rm yr}$在90%~ C. L。将CUORE-0数据与来自Cuoricino实验的19.75 kg $^{130}$ Te年暴露量相结合，我们获得了90% C.L.（贝叶斯），这是迄今为止对该半衰期的最严格限制。使用一系列的核矩阵元素的估计，我们解释这作为一个限制的有效马约拉纳中微子质量，$m_{ββ}< 270$- $760~\mathrm{meV}$。
2015-10-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Cosmogenic-neutron activation of TeO2 and implications for neutrinoless double-beta decay experiments
用中子束测量了天然碲的宇宙成因中子活化的通量平均截面，中子束包含动能高达$\sim$ 800 MeV的中子，其能谱与海平面宇宙射线中子的能谱相似。对产生的放射性同位素的分析表明，在寻找130 Te的无中微子双β衰变的实验中，110 mAg将是宇宙起源激活背景的主要贡献者，如CUORE和SNO+。CUORE实验中的宇宙起源激活背景的估计已经获得使用这种测量和横截面测量碲的质子激活的结果。此外，测量的截面在这项工作中也从半经验的截面计算结果进行了比较。
2015-03-06 nucl-ex physics.ins-det
The CUORE experiment at LNGS
罕见事件低温地下观测站（CUORE）是第一个能够达到1吨规模的无中微子双β衰变的热测量实验。该探测器由988个TeO2晶体组成，排列在19个塔的圆柱形紧凑结构中。2016年8月完成了实验的建设，特别是低温恒温器中所有塔的安装，随后在2017年初冷却到基础温度。CUORE探测器现已投入使用，自2017年春季以来一直在获取科学数据。我们在这里提出的检测器的初始性能和初步结果，从第一个检测器运行。
2017-12-21 nucl-ex physics.ins-det
The CUORE experiment at the LNGS
CUORE是第一个基于测辐射热技术的吨级实验，用于寻找无中微子双β衰变。它的核心是由988个$\mathrm{TeO_{2}}$晶体冷却到$10~\mathrm{mK}$。在探测器运行期间，温度必须尽可能稳定，综合寿命约为5年。为了实现这些目标，已经开发了专用的低温系统。将对晶体响应进行温度稳定，以补偿残余不稳定性。外部振动会降低晶体的能量分辨率，由于悬挂系统而被倾倒。此外，对建筑材料进行彻底的选择和清洁过程将能够消除放射性背景。这里介绍了系统的关键方面。
2017-05-09 physics.ins-det
TeO$_2$ bolometers with Cherenkov signal tagging: towards next-generation neutrinoless double beta decay experiments
CUORE是由988 TeO $_2$测辐射热计组成的阵列，它将成为寻找无中微子双β衰变的最灵敏的实验之一。通过去除$α$放射性背景，可进一步提高其灵敏度。几年前已经指出，来自$β$的信号可以通过检测发射的切伦科夫光来标记，该切伦科夫光不是由$α$产生的。在本文中，我们证实了这种可能性。我们第一次测量了CuORE晶体发射的切伦科夫光，并发现它在$Q$衰变值处为100 eV。为了完全排除$α$背景，我们计算出需要基线噪声低于20 eV RMS的光检测器，该值比我们使用的测辐射热光检测器的平均噪声小3-4倍。我们指出，必须开发一种改进的光探测器技术，以获得TeO $_2$测热实验能够探测中微子质量的倒置层次。
2014-12-11 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
CUORE and beyond: bolometric techniques to explore inverted neutrino mass hierarchy
CUORE（罕见事件低温地下观测站）实验将寻找$^{130}$ Te的无中微子双β衰变。CUORE拥有741公斤的TeO $_2$晶体，在感兴趣的区域具有5 keV（0.2%）的出色能量分辨率，将成为最具竞争力的无中微子双β衰变实验之一。在五年的寿命期内，CUORE计划的无中微子双β衰变半衰期灵敏度为$1.6\times 10^{26}$ y（在90%置信水平下为$9.5\times10^{25}$ y），这对应于马约拉纳有效质量的上限，范围为40- 100 meV（50- 130 meV）。利用辅助光探测器进一步剔除背景可以显著提高测辐射热探测器的搜索灵敏度和竞争力，以充分探索$^{130}$ Te和可能的其他双β衰变候选核的反中微子质量等级。
2014-07-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
An active noise cancellation technique for the CUORE Pulse Tube Cryocoolers
INFN的Gran Sasso国家实验室的罕见事件低温地下天文台（CUORE）实验使用TeO 2晶体作为低温测辐射热计来寻找无中微子双β衰变。测量的灵敏度在很大程度上取决于探测器的能量分辨率，因此实验的成功取决于提供极低噪声环境的能力。最相关的噪声源之一是由容纳探测器的低温系统上使用的五个脉冲管低温冷却器引起的机械振动。为了解决这个问题，我们开发了一个系统来控制脉冲管压力振荡的相对相位，以实现传输到检测器的机械振动的相干叠加。在下文中，我们描述了这种方法，并报告了将其应用于CUORE系统的结果。
2018-08-02 physics.ins-det
The CUORE slow monitoring systems
CUORE是一个低温实验，主要研究$^{130}$ Te中的无中微子双衰变。它将于2016年开始数据采集业务。为了在调试和数据采集期间监控低温恒温器和探测器，我们设计并开发了慢速监控系统。除了使用LabVIEW的实时系统外，我们还有一个使用MongoDB，AngularJS和Bootstrap软件的报警，分析和存档网站。这些先进的现代化软件包使监控系统透明、易于维护，并可在包括移动设备在内的许多平台上访问。
2016-12-16 nucl-ex physics.ins-det
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。
2015-02-13 nucl-ex physics.ins-det
The detector calibration system for the CUORE cryogenic bolometer array
罕见事件低温地下观测站（CUORE）是一个吨级低温实验，旨在寻找$^{130}$ Te的无中微子双β衰变和其他罕见事件。CUORE探测器由988 TeO $_2$测辐射热计组成，在Gran Sasso的Nazionali地下稀释冰箱中以10 mK的温度运行。候选事件通过精确测量其能量来识别。探测器的绝对能量响应是通过使用伽马源定期校准每个单独的测辐射热计来建立的。CUORE测辐射热计阵列的密集配置与探测器周围的广泛屏蔽相结合，需要在阵列本身内放置校准源。CUORE探测器校准系统设计用于将放射源插入低温恒温器并将其从低温恒温器中取出，同时遵守严格的热负荷，放射性纯度和实验操作要求。本文介绍了设计，调试和性能的这种新的源校准部署系统的超低温环境。
2016-11-23 nucl-ex physics.ins-det
Radon mitigation during the installation of the CUORE $0νββ$ decay detector
CUORE -罕见事件低温地下天文台-是一个寻找$^{130}$ Te的无中微子双β（$0νββ$）衰变的实验，使用988 TeO $_2$晶体阵列作为测辐射热计，在$\sim$ 10 mK的大型稀释冰箱中运行。使用该探测器，我们的目标是$^{130}$ Te $0νββ$衰变半衰期灵敏度为$9\times10^{25}$ y，生存时间为5 y，背景指数为$\lesssim 10^{-2}$计数/keV/kg/y。为了尽量减少测辐射热计在低温恒温器中安装过程中暴露于氡气的风险，我们在专用洁净室环境中进行所有操作，并控制氡气减少。在本文中，我们讨论了CUORE氡消减系统和洁净室的设计和性能，以及实时监测氡水平的系统。
2018-01-18 nucl-ex physics.ins-det
Initial performance of the CUORE-0 experiment
CUORE-0是一个低温探测器，它使用二氧化碲辐射热计阵列来寻找^{130}Te的无中微子双β衰变。我们提出了第一个数据分析与7.1公斤y的总TeO_2曝光集中在背景测量和能量分辨率。在无中微子双β衰变区（2.47 - 2.57 MeV）和α背景主导区（2.70 - 3.90 MeV）的本底率分别为0.071 \pm 0.011和0.019 \pm 0.002计数/keV/kg/y。后一个结果代表了比先前实验Cuoricino改进6倍。结果验证了我们对CUORE-0中背景源的理解，这是外推到完整CUORE探测器的基础。在感兴趣的区域中获得的能量分辨率（半峰全宽）为5.7 keV。基于在感兴趣区域中测量的背景速率和能量分辨率，预期CuORE-0半衰期灵敏度超过Cuoricino的观测下限，具有一年的存活时间。
2014-08-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Status and prospects of the NEXT experiment for neutrinoless double beta decay searches
NEXT（Neutrino Experiment with a Xenon TPC）是一个实验计划，其目标是在高压氙TPC中使用$^{136}$探测器，通过电致发光读出，发现无中微子双β衰变。在本文中，将报告NEXT-White探测器的结果，该探测器目前正在Canfranc Subterráneo（LSC）采集数据。还将简要讨论计划于2020年开始运行的NEXT-100装置的前景，以及将该技术扩展到充分探索中微子质量逆层次所需的大型和超低背景探测器的计划。
2019-06-04 hep-ex physics.ins-det
The CUORE and CUORE-0 experiments at LNGS
罕见事件低温地下观测站（CUORE）是一个1吨级的热测量实验，致力于寻找130 Te中的无中微子双β衰变（0ν \b{eta} \b{eta}）。CUORE探测器由988个TeO 2晶体阵列组成，工作温度为10 mK。CUORE-0是CUORE演示器：它是为了测试即将到来的CUORE实验的性能而建造的，代表了有史以来最大的130 Te测热装置。CUORE-0于2013年至2015年在意大利Gran Sasso的Nazionali进行。最后给出了0ν \b{eta} \b{eta}的CUORE-0分析和相应的探测器性能。CUORE实验的现状，现在在其最后的建设和调试阶段，进行了讨论。本文报道了探测器的组装和低温恒温器的调试结果。
2016-12-13 physics.ins-det
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。
2018-01-17 nucl-ex physics.ins-det
The CUORE cryostat: an infrastructure for rare event searches at millikelvin temperatures
CUORE实验是世界上最大的测热实验。该探测器由988个TeO2晶体组成，总质量为742 kg。CUORE目前正在意大利Gran Sasso国家实验室收集数据，寻找130 Te的无中微子双β衰变。大型定制无冷冻剂低温恒温器允许达到并保持约10 mK的基础温度，这是检测器最佳操作所需的。该装置的设计是为了实现低噪声环境，对实验的放射性背景的贡献最小。在本文中，我们提出了CUORE低温恒温器的概述，连同其所有子系统的描述，重点是确定的解决方案，以满足严格的要求。我们简要说明了低温恒温器调试的各个阶段，并强调了每次实现的相关步骤和里程碑。最后，我们描述了CUORE的成功冷却。
2019-07-12 nucl-ex physics.ins-det
CUPID pre-CDR
CUPID是一个未来的吨级无中微子双β衰变（$0νββ$）实验，用于探测中微子的马约拉纳性质，并发现中微子质量的所谓倒置层次区域中的轻子数违反。CUPID将建立在CUORE的经验、专业知识和教训的基础上，并将尽可能利用当前的CUORE基础设施。为了实现其雄心勃勃的科学目标，CUPID旨在大幅降低感兴趣区域的本底，引入高效的$α$ / $β$鉴别技术，也通过CUPID-0和CUPID-Mo实验进行了验证，并使用高跃迁能量双β衰变核$^{100}$ Mo。本文件描述了与CUPID实验设计有关的主要概念，并指出了实验的预计灵敏度和全球科学目标。
2019-07-22 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
The CUORE and CUORE-0 Experiments at Gran Sasso
稀有事件低温地下观测站（英语：Cryogenic Underground Observatory for Rare Events，简称CUORE）是一个在$^{130}$ Te和其他稀有过程中寻找无中微子双β衰变（英语：Neutrinoless double beta decay，简称$0νββ$）的实验。CUORE是一种低温探测器，由988 TeO $_2$测辐射热计组成，总质量约为741 kg。该探测器正在意大利Gran Sasso的Nazionali建造，将于2015年开始收集数据。如果达到0.01计数/（keV $\cdot$ kg $\cdot$ y）的目标本底，在5年的数据采集中，CUORE在90\%C. L时的半衰期灵敏度约为$1\times 10^{26}$ y。作为实现CUORE的第一步，已经组装并正在运行一个较小的实验CUORE-0，以测试和演示CUORE的预期性能。该探测器是一个由52个类似CUORE的测辐射热计组成的单塔，于2013年春季开始采集数据。将讨论CUORE的现状和前景，并将提供第一个CUORE-0数据。
2015-06-09 physics.ins-det
Search for fractionally charged particles with CUORE
该研究利用CUORE首个吨年曝光量搜索分数电荷粒子，未发现候选径迹超出本底，进而对e/24–e/5电荷区间的地下通量设定领先限制。
2024-06-18 hep-ex physics.ins-det
The saga of neutrinoless double beta decay search with TeO2 thermal detectors
无中子双β衰变（0 nbb）是对标准模型之外物理的直接探索。它的发现将证明轻子数不是自然界的对称性，并将为我们提供关于中微子性质和质量的独特信息。在研究这一罕见过程所采用的实验技术中，热探测器满足了强大搜索的要求，显示出出色的能量分辨率和扩展到非常大质量的可能性。在这项工作中，我们回顾了长链的测辐射热实验的基础上TeO 2晶体，并继续进行在Gran Sasso（意大利），寻找130-Te的0 nbb。我们说明了近三十年的测量取得的进展和改进，并比较各种性能和结果。我们描述了导致CUORE探测器的几个步骤，这是该系列中的最新产品，目前正在进行数据采集，我们强调了下一个测辐射热实验将面临的挑战，以进一步提高灵敏度，特别是关于背景消除。最后，我们强调了130-Te在寻找0ν \b{eta} \b{eta}中的优势，以及进一步的未来（和许多）昂贵的实验。
2019-01-08 hep-ex physics.ins-det
Status and Prospects of the Search for Neutrinoless Double Beta Decay of $^{76}$Ge
本文综述了$^{76}$ Ge的无中微子双β衰变的研究进展，重点介绍了GERDA实验的最新结果。它包括对这一主题五十年研究的评价以及展望。
2018-01-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Neutrinoless Double Beta Decay Search with $^{76}$Ge: Status and Prospect with LEGEND
寻找无中微子双β衰变（$0νββ$）是检验中微子轻子数破坏和Majorana性质的最好方法。发现$0νββ$衰变的最有希望的技术之一是通过操作富含$^{76}$ Ge的高纯Ge探测器。当前一代的$^{76}$ Ge实验，GERDA和MAJORANA，在实现能量分辨率和超低背景方面处于领先地位。这是对这种未被发现的衰变进行灵敏搜索的两个最重要的特征。下一代的$0νββ$衰变实验需要更多的质量和进一步减少背景，以最大限度地提高发现潜力。在GERDA和MAJORANA成功的基础上，成立了LEGEND合作组织，以进行吨级$^{76}$ Ge实验，预计发现潜力超过10^{28}年的半衰期。该合作旨在开发一个分阶段的实验计划，通过重新利用现有的Gerda基础设施，从200公斤的测量开始。
2019-05-16 hep-ex physics.ins-det
Present status of neutrinoless double beta decay searches
在过去的五年中，几个寻找无中微子双β衰变（0 vbb）的新一代实验已经投入运行。本报告总结了实验研究的现状，并讨论了这些实验的特点、挑战和达到的半衰期限值/灵敏度。本文从目前的情况出发，讨论了单凭实验能否明确地证明0 vbb衰变，以及成功的关键条件。
2017-04-27 physics.ins-det
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。
2017-08-31 physics.ins-det
CALDER - Neutrinoless double-beta decay identification in TeO$_2$ bolometers with kinetic inductance detectors
寻找无中微子双β衰变的下一代实验必须对低至10 meV的马约拉纳中微子质量敏感。CUORE是一个由988 TeO $_2$组成的测辐射热计阵列，目前正在意大利GranSasso国家实验室投入使用，其特点是在90% C.L时预期灵敏度为50-130 meV，可以通过去除$α$放射性的背景来提高灵敏度。如果与测辐射热计中的热释放一致地检测到由$β$信号发射的切伦科夫光，则这是可能的。到目前为止，检测到的光量仅限于100 eV，需要低噪声低温光探测器。CALDER项目（具有出色分辨率的低温广域光探测器）旨在开发一个小型原型实验，该实验由TeO $_2$测辐射热计与基于动态电感探测器的新型光探测器耦合组成。研发的重点是可以用于下一代无中微子双β衰变实验的光探测器。
2015-05-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
First test of an enriched $^{116}$CdWO$_4$ scintillating bolometer for neutrinoless double-beta-decay searches
首次成功地将富含$^{116}$ Cd的钨酸镉晶体闪烁体用作测量辐射热计。测量在地面上在18 mK的温度下进行。晶体质量为34.5 g，富集程度约为82%。尽管由于地面上的操作而产生了大量的堆积效应，但该探测器表现出了高能量分辨率（在0.2-2.6 MeV $γ$能量范围内的2-7 keV半高宽）、强大的粒子识别能力和高水平的内部放射性纯度。这些结果证明钨酸镉是一种非常有前途的探测器材料，用于下一代无中微子双β衰变测辐射热实验，如CUPID项目（CUORE升级与粒子识别）中提出的。
2016-06-24 nucl-ex physics.ins-det
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。
2017-12-14 nucl-ex physics.ins-det
A Search for Neutrinoless Double Beta Decay: from NEMO-3 to SuperNEMO
SuperNEMO项目的目的是寻找无中微子双β衰变（$0νββ$），其灵敏度可达$0νββ$半衰期的10 $^{26}$年（低至$\sim$ 50毫电子伏的有效马约拉纳中微子质量），使用$\sim$ 100千克源和一个“径迹-热量”探测器。这里讨论2006- 2010年研发方案的现状。
2010-06-28 hep-ex physics.ins-det
CUORE-0 detector: design, construction and operation
CUORE实验将使用排列在19个塔中的988 TeO $_2$测辐射热计阵列来搜索$^{130}$ Te的无中微子双β衰变。CUORE-0是根据CUORE程序组装的第一座塔，在Aguatori Nazionali del Gran Sasso建造并投入使用，并从2013年3月到2015年3月收集数据。在本文中，我们描述了CUORE-0实验的设计，施工和操作，重点是对前身实验，Cuoricino所作的改进。特别是，我们用CUORE-0数据证明了CUORE的设计目标是可以实现的。
2016-07-18 nucl-ex physics.ins-det
Status and performance of the AMoRE-I experiment on neutrinoless double beta decay
AMoRE是一个国际项目，使用由磁微量热计（MMC）和基于氘的闪烁晶体组成的探测技术，寻找$^{100}$ Mo的无中微子双β衰变。该项目目前的AMORE-I阶段的数据收集工作已经开始，这是前一个试验阶段的升级。AMoRE-I采用13个$^\mathrm{48depl.}$ Ca $^{100}$ MoO $_4$晶体和5个Li $_2$ $^{100}$ MoO $_4$晶体，总晶体质量为6.2 kg。每个探测器模块都包含一个带两个MMC通道的闪烁晶体，用于热和光探测。我们报告的实验和检测器模块的性能的现状。
2022-11-05 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Phenomenology of neutrinoless double beta decay
本文综述了无中微子双β衰变研究的现状和前景，试图回答中微子是Dirac粒子还是Majorana粒子的基本问题。
2015-02-25 hep-ex hep-ph physics.ins-det
First Results from CUORE: A Search for Lepton Number Violation via $0νββ$ Decay of $^{130}$Te
CUORE实验是一个吨级低温测辐射热计阵列，最近开始在意大利的Gran Sasso国家实验室运行。该阵列代表了这项技术的重大进步，在这项工作中，我们首次将其应用于对轻子数违反过程的高灵敏度搜索：$^{130}$ Te无中微子双β衰变。检查总TeO $_2$暴露量为86.3 kg $\cdot$ yr，其特征在于有效能量分辨率为（7.7 $\pm$ 0.5）keV FWHM，感兴趣区域的背景为（0.014 $\pm$ 0.002）计数/（keV $\cdot$ kg $\cdot$ yr），我们没有发现无中微子双β衰变的证据。该检索的中位统计敏感性为$7.0\times10^{24}$年。包括系统不确定性，我们对$T^{0ν}_{1/2}$（$^{130}$ Te）> $1.3\times 10^{25}$ yr（90% C.L.）的衰变半衰期设定了下限。将该结果与两个早期实验Cuoricino和CuORE-0的结果相结合，我们发现$T^{0ν}_{1/2}$（$^{130}$ Te）> $1.5\times 10^{25}$ yr（90% C.L.），这是迄今为止对这种衰变最严格的限制。解释这一结果作为一个限制的有效马约拉纳中微子质量，我们发现$m_{ββ}<(110 - 520)$毫电子伏，其中的范围反映了核矩阵元素的估计。
2018-04-01 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
New results from the CUORE experiment
罕见事件低温地下观测站（CUORE）是第一个寻找能够达到一吨级的无中微子双β（$0νββ$）衰变的低温实验。该探测器位于意大利Gran Sasso国家实验室，由988 TeO $_2$晶体阵列组成，排列在19个塔的紧凑圆柱形结构中。在2016年8月完成探测器建设后，CUORE于2017年开始在约10 mK的基础温度下进行首次物理数据运行。经过2018年的多次优化活动，CUORE目前处于稳定的运行模式。2019年，CUORE发布了其2 \textsuperscript{nd}搜索$0νββ$的结果，TeO $_2$暴露量为372.5 kg $\cdot$年，对$^{130}$ Te $0νββ$衰变半衰期的中位排除敏感性为$1.7\cdot 10^{25}$年。我们没有发现$0νββ$衰变的证据，并将其设定为90\%C. I.（可信区间）$0νββ$ $^{130}$ Te衰变半衰期的$3.2\cdot 10^{25}$年贝叶斯下限。在这项工作中，我们目前的现状CUORE的搜索$0νββ$，以及审查检测器的性能。最后，我们对CUORE背景模型进行了修正，并对$^{130}$ Te双中微子双β（$2νββ$）衰变半衰期进行了测量。
2021-01-07 nucl-ex physics.ins-det
Reconstruction of cosmic-ray muon events with CUORE
Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）；INFN – Sezione di Roma（罗马意大利国家核物理研究所分部）；INFN – Laboratori Nazionali del Gran Sasso（格兰萨索意大利国家核物理研究所实验室）；INFN – Sezione di Milano Bicocca（米拉诺比科卡意大利国家核物理研究所分部）；INFN – Sezione di Genova（热那亚意大利国家核物理研究所分部）
本文提出了一种在CUORE实验中利用分割探测器进行原位三维重建通过性缪子的方法，通过几何信息进行多目标优化算法进行轨迹重建，并测量地下宇宙射线缪子通量，为CUPID实验验证缪子背景提供了关键分析。
2026-06-04 hep-ex physics.ins-det
Status of the NEXT experiment for neutrinoless double beta decay searches
NEXT（Neutrino Experiment with a Xenon TPC）是一个无中微子双β衰变实验，位于西班牙坎夫兰克的Subterráneo实验室。其目的是通过检测富含$^{136}$氙同位素的氙气中的无中微子双β衰变过程来证明中微子是马约拉纳粒子。在NEXT中使用的检测器技术是具有电致发光放大的放射纯高压时间投影室，其在感兴趣的能量区域中提供优于1 $\%$ FWHM的优异能量分辨率，允许拒绝单电子背景事件的拓扑重构和用于钡子离子的“原位”标记的强潜力。这项试验是分阶段进行的。NEXT-White探测器最近在LSC完成了操作，包含约5 kg的有效质量。其目的是展示优良的能量分辨率，验证重建算法和背景模型，并进行测量的$^{136}$的双中微子双β衰变。100公斤的NEXT-100探测器正在建造中，计划于2022年上半年安装和组装。对于约400 kg $\cdot$年的暴露量，预测的90 $\%$ CL对无中微子双β衰变半衰期的灵敏度将达到$10^{26}$年。一项旨在开发吨级探测器的有力计划也正在进行中，包括广泛的R $\&$ D，旨在实现现场Ba $^{2+}$标记，作为实现几乎零背景探测的手段。质量至少为500 kg的第一模块最早可于2026年在LSC运行。本文将介绍NEXT-White探测器的最新成果，以及NEXT-100的建设状况和未来NEXT探测器的前景。
2022-01-26 physics.ins-det
An Energy-dependent Electro-thermal Response Model of CUORE Cryogenic Calorimeter
稀有事件低温地下观测站（CUORE）是在$^{130}\text{Te}$中寻找无中微子双β衰变（$0νββ$）的最灵敏的实验。CUORE使用988 TeO $_2$量热计的低温阵列，在$\sim$ 10 mK下运行，总质量为741 kg。为了进一步提高灵敏度，必须很好地理解检测器的响应。在这里，我们提出了一个非线性热模型的CUORE实验的探测器的基础上。我们已经研究了平衡和动态电热模型的探测器，通过数值拟合非线性微分方程的CUORE通道的一个子集的探测器数据，以及表征和代表的所有通道。我们证明，热电子效应和电场依赖的电阻在NTD-Ge热敏电阻单独是不足以描述我们的探测器的能量依赖的脉冲形状。我们在热敏电阻的指数温度依赖性中引入了经验二阶校正因子，这与能量依赖的脉冲形状数据产生了极好的一致性，最高可达6 MeV。我们还提出了一个噪声分析，使用拟合的热参数，并表明，固有的热噪声是可以忽略不计相比，我们的探测器所观察到的噪声。
2022-07-28 nucl-ex physics.ins-det
Status of double beta decay experiments using isotopes other than Xe-136
无中子双β衰变是一种轻子数破坏过程，它被标准模型的许多扩展所预言。它在许多实验项目中的几个候选同位素中被积极寻找。本文综述了在非氘-136同位素中寻找无中微子双β衰变的实验计划的现状，特别强调了已通过研发阶段的项目。最后，对实验结果进行了总结和讨论. GERDA的数据没有给出Ge-76的无中微子双β衰变的确切指示，并且以一种与模型无关的方式不利于长期以来对同一同位素的观测声明。GERDA报告的Ge-76无中微子双β衰变半衰期的下限为T1/2 > 2.1e ~（25）yr（90% C.L.），或T_（1/2）> 3.0e25年。
2014-03-13 nucl-ex physics.ins-det
Electronic Instrumentations for High Energy Particle Physics and Neutrino Physics
本文介绍了高能粒子物理实验（LHCb）和中微子物理实验（CUORE和CUPID）的几种电子仪器的设计、鉴定和操作。从2019年开始，LHC加速器的LHCb实验将升级到更高的光度，并将重新设计其几个探测器。RICH探测器将需要一个全新的光电读出系统。这种系统的开发已经达到了一个高级阶段，在粒子束设施上进行的几次测试可以使整个系统的性能合格。为了使前端芯片具有更高的稳定性和更好的电源调节性能，研制了一种抗辐射的低压差线性稳压器ALDO。设计策略，性能测试和结果从辐照运动。在中微子物理学领域，大型测辐射热探测器，如CUORE及其未来升级的CUPID所采用的探测器，为研究无中微子双β衰变提供了独特的机会。它们的操作需要读出仪器中的特定策略，这在本文中被完整地描述。对CUPID实验系统的工作参数的确定和优化以及系统在实验区的集成进行了深入的讨论，并对CUPID实验中两个电子子系统的最新升级进行了讨论
2018-08-30 physics.ins-det
CUORE Sensitivity to $0νββ$ Decay
我们报道了CUORE对无中微子双β衰变（$0νββ$）的灵敏度研究。我们使用基于玩具蒙特卡罗（MC）方法的贝叶斯分析，以$90\%$可信区间（CI）（即包含$90\%$概率的$T_{1/2}^{0ν}$真实值的区间）提取对$0νββ$衰变半衰期（$T_{1/2}^{0ν}$）的排除敏感性，以及$3 σ$发现敏感性。我们考虑了不同的背景水平和能量分辨率，并描述了不同背景水平的子集中的数据划分的影响。如果本底水平和能量分辨率符合预期，CUORE将达到$90\%$ CI排除灵敏度为$2\cdot10^{25}$年（$3$月）和$9\cdot10^{25}$年（$5$年）。在相同条件下，$3$月和$5$年后的发现灵敏度分别为$7\cdot10^{24}$年和$4\cdot10^{25}$年。
2017-08-14 nucl-ex physics.ins-det
CUORE Opens the Door to Tonne-scale Cryogenics Experiments
在过去的几十年里，低温粒子探测器的设计和运行取得了重大进展。该技术提供了非常好的能量分辨率-与半导体探测器相当-以及广泛的目标材料选择，使低温量热探测器成为各种粒子物理应用的理想选择。稀有事件的搜索仍然需要更大的曝光量，这促使他们使用更大的低温探测器，CUORE实验是第一个达到吨级，mK冷却的实验质量。CUORE旨在寻找无中微子双β衰变，自2017年以来一直在约10 mK的温度下运行。这一结果是通过使用前所未有的大型低温基础设施实现的，称为CUORE低温恒温器：为此目的而构思，设计和委托。本文着重介绍了为CUORE实验研制的低温装置的主要特点和特点。简要介绍了该领域的发展和过去的低温设施。CUORE低温设施的设计和开发背后的动机是详细的实现，调试和操作的CUORE低温恒温器所采取的步骤。通过合作克服的主要挑战和在整个低温设施建设中实施的解决方案将与未来设施的潜在改进一起讨论。CUORE的成功为众多科学领域的新一代大型低温设施打开了大门。CUORE合作在从中微子和暗物质实验到量子计算的各个领域的未来低温设施上取得的令人难以置信的成就的更广泛的影响将被研究。
2021-12-03 nucl-ex physics.ins-det
New results about the revolutionary bolometer assembly of BINGO
寻找无中微子双β衰变（0 $ν$ 2 $β$）是现代物理学的主要实验挑战之一。一种实验技术是由低温探测器命名的辐射热计，这是真正有前途的这一目的。目前使用该技术的吨级实验CUORE对$^{130}$ Te 0 $ν$ 2 $β$与TeO $_2$晶体的半衰期施加了最佳限制，但其灵敏度受到其背景的限制。因此，接下来将进行下一代实验CUPID（带粒子识别的CUORE升级），研究嵌入Li $_2$ MoO $_4$晶体中的$^{100}$ Mo，以降低$γ$背景。它还将读取Li $_2$ MoO $_4$产生的闪烁光，方法是在主吸收体旁边添加另一个Ge测辐射热计作为光探测器，以排除$α$背景。由于这一点，CUPID将达到比CUORE高2个数量级的灵敏度。然而，在这不足以检测0 $ν$ 2 $β$的情况下，BINGO（Bi-同位素下一代0 $ν$ 2 $β$天文台）正在准备下一代测热实验。为了提高0 $ν$ 2 $β$发现灵敏度，目标是大幅减少感兴趣区域中的背景事件的数量，并结合使用两种先前引用的同位素：$^{130}$ Te和$^{100}$ Mo。为了实现这一目标，BINGO提议实施主动低温否决以抑制外部$γ$背景，使用Neganov-Trofimov-Luke效应来增加光探测器灵敏度，并使用革命性的探测器组件来减少总表面放射性贡献。在这篇文章中，我们将重点放在后者，并提出了最新的结果…
2023-01-17 physics.ins-det
Status and physics potential of NEXT-100
目前正在建造的NEXT-100时间投影室将使用100-150公斤的高压氙气来探测无中微子双β衰变（bb 0 nu），氙气的同位素丰度约为91%。该探测器具有两个重要的特点bb 0 nu搜索：非常好的能量分辨率（优于1%FWHM的Q值的136）和事件的拓扑信息之间的信号和背景的区别。此外，该技术可以外推到吨级，从而允许全面探索中微子质量的倒置层次。
2013-01-14 hep-ex physics.ins-det
Status and Prospects of the PandaX-III Experiment
PandaX-III实验利用高压氙气TPC和Micromegas模块寻找$^{136}$Xe的无中微子双贝塔衰变，通过拓扑信息抑制背景，本文报告了最终探测器的建造调试及原型探测器性能测试。
2023-11-22 hep-ex physics.ins-det
Double-beta decay of ${}^{130}$Te to the first $0^+$ excited state of ${}^{130}$Xe with CUORE-0
我们报告的搜索双β衰变$^{130}$ Te的第一个$0^{+}$激发态的$^{130}$碲使用9.8公斤$\cdot$年曝光的$^{130}$ Te收集的CUORE-0实验。在这项工作中，我们利用不同的拓扑结构的重合事件，以寻找两个中微子和双中微子双衰变模式。我们没有发现任何模式的证据，并将半衰期的下限：$τ^{0ν}_{0^+}>7.9\cdot 10^{23}$年和$τ^{2ν}_{0^+}>2.4\cdot 10^{23}$年。结合我们的结果与CUORICINO实验获得的结果，我们实现了最严格的约束条件，这些过程：$τ^{0ν}_{0^+}>1.4\cdot 10^{24}$年和$τ^{2ν}_{0^+}>2.5\cdot 10^{23}$年。
2018-11-29 nucl-ex physics.ins-det
Neutrinoless Double Beta Decay Overview
无中子双β衰变（英语：Double Beta Decay）是一种假设的核过程，其中两个中子同时衰变为质子，但没有中微子发射。对这种衰变的珍贵观察将指出存在一个违反粒子物理学标准模型基本对称性的过程，并将允许建立中微子的性质。目前，该过程的半衰期下限超过10 $^{25}$-10 $^{26}$年。我将回顾双β衰变的研究现状和未来几年提高实验灵敏度的前景。
2018-12-18 nucl-ex physics.ins-det
Design, R&D and status of the crystal calorimeter for the Mu2e experiment
费米实验室的μ 2 e实验将在原子核的场中寻找μ子到电子的相干、无中微子转换，灵敏度比以前的实验提高了10^4倍。这种带电轻子变味反应探索了新的物理学，其规模是目前或计划中的高能对撞机无法直接搜索的。转换电子是单能的，其能量略低于μ子静止质量。如果在三年的运行中没有观察到任何事件，Mu 2 e将对转化率和捕获率之间的比率R_{μe}设定< 6 x 10^{-17}（@90% CL）的限制。本文简要介绍了Mu 2 e的物理动机和电磁量能器项目的现状。
2016-07-05 hep-ex physics.ins-det
The search for 0nbb decay with the GERDA experiment: status and prospects
GERDA实验的目的是利用直接浸入液氩中的HPGe探测器探测76 Ge的无中微子双β衰变。在第一阶段，GERDA实验已经得出了这种衰变的半衰期极限，即T_1/2 > 2.1*10^25年。背景模型已经建立。它很好地解释了测量的光谱，只考虑到与探测器的距离小于2厘米的组件。导出了Majoron伴随双β衰变的竞争极限。实验的第二阶段，现在安装了额外的液态氩否决器，目前正在开始调试阶段。第一次调试光谱校准测量显示，证明液氩否决导致显着减少的背景事件。
2015-06-01 hep-ex physics.ins-det
Status Update of the MAJORANA DEMONSTRATOR Neutrinoless Double Beta Decay Experiment
无中微子双β衰变搜索在确定中微子性质，特别是中微子的马约拉纳或狄拉克性质和中微子质量的绝对标度方面发挥着重要作用。这些研究的结果超出了中微子物理学的范围，涉及到大统一和leptogenesis。\textsc{Majorana}协作组正在组装一个低背景阵列的高纯度锗（HPGe）探测器，以寻找$^{76}$ Ge中的无中微子双β衰变。\textsc{Majorana Demonstrator}目前正在南达科他州Lead的Sanford地下研究设施建造和投入使用，将装有44公斤（30公斤富含$^{76}$ Ge）HPGe探测器。其主要目标是展示吨级Ge实验所需的可扩展性和背景。这是通过模块化设计和在感兴趣的区域中小于3 cnt/吨-年的投影背景来实现的。该实验目前正在使用其第一个浓缩探测器获取数据。
2015-11-02 nucl-ex physics.ins-det
First data from the CUPID-Mo neutrinoless double beta decay experiment
CUPID-Mo实验正在寻找$^{100}$ Mo中的无中微子双β衰变，评估用于CUPID的Li $_{2}^{100}$ MoO $_4$探测器的低温灭菌技术（CUORE升级与粒子ID）。CUPID-Mo探测器采用双读出方案，利用Li $_{2}$ MoO $_4$晶体进行背景抑制，并辅以Ge测辐射热计进行光探测。热信号和闪烁光信号的检测允许有效区分$α$与$γ$和$β$事件。在本文中，我们讨论了2019年春季前两个月数据采集的结果。除了在2615 $\,$ keV处具有6.7 $\,$ keV（FWHM）的出色测辐射热性能以及所有探测器的$α$分离度优于99.9%之外，我们还报告了Th和U的批量放射性纯度。最后，我们解释了累积的物理数据的限制$T_{1/2}^{0ν}\,> 3\times10^{23}\,$年的$^{100}$钼和讨论的敏感性CUPID-Mo，直到预期的物理数据在2020年初结束。
2019-11-23 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Exploring the Neutrinoless Double Beta Decay in the Inverted Neutrino Hierarchy with Bolometric Detectors
无中微子双β衰变（0 nubb）是标准模型之外最灵敏的物理探测器之一，提供了关于中微子性质的独特信息。本文综述了测辐射热0 nubb衰变研究的现状和展望。我们总结了最新的进展，背景抑制证明使用测辐射热计同时读出的热和光信号。我们模拟了几种配置的未来CUORE样测辐射热计阵列，将利用这些改进，并提出了一个假设的下一代测辐射热0 nubb实验的灵敏度。我们证明了同位素质量约为1吨的测辐射热实验能够达到10-20 meV量级的Majorana中微子有效质量（|mee|）的灵敏度，从而完全探索了所谓的倒置中微子质量等级区域。我们强调了主要挑战，并确定了解决这些挑战的研发计划的优先事项。
2014-04-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Double Beta Decay APPEC Committee Report
本报告是由APPEC双β衰变委员会为APPEC SAC编写的关于欧洲未来无中微子双β衰变实验计划的路线图文件。它审查了现有的、计划的和拟议的无中微子双β衰变技术、其发现潜力和技术挑战，对资源和时间表进行了严格审查。它还提供了一个简明的讨论的理论问题和状态和不确定性的核矩阵元素的评价。
2020-02-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
The SuperNEMO double beta decay experiment
SuperNEMO项目研究采用跟踪加量热法技术在100公斤浓缩同位素中寻找无中微子双β衰变的可行性。它的目标是达到50 meV的有效中微子质量灵敏度。描述了SuperNEMO研发计划的现状，重点是改进的主要领域。
2007-10-23 hep-ex physics.ins-det
