Sensitivity of the NEXT experiment to Xe-124 double electron capture
G. Martínez-Lema, M. Martínez-Vara, M. Sorel, C. Adams, V. Alvarez, L. Arazi, I. J. Arnquist, C. D. R Azevedo, K. Bailey, F. Ballester, J. M. Benlloch-Rodríguez… 展开作者
G. Martínez-Lema, M. Martínez-Vara, M. Sorel, C. Adams, V. Alvarez, L. Arazi, I. J. Arnquist, C. D. R Azevedo, K. Bailey, F. Ballester, J. M. Benlloch-Rodríguez, F. I. G. M. Borges, N. Byrnes, S. Cárcel, J. V. Carrión, S. Cebrián, E. Church, C. A. N. Conde, T. Contreras, G. Díaz, J. Díaz, M. Diesburg, J. Escada, R. Esteve, R. Felkai, A. F. M. Fernandes, L. M. P. Fernandes, P. Ferrario, A. L. Ferreira, E. D. C. Freitas, J. Generowicz, S. Ghosh, A. Goldschmidt, J. J. Gómez-Cadenas, D. González-Díaz, R. Guenette, R. M. Gutiérrez, J. Haefner, K. Hafidi, J. Hauptman, C. A. O. Henriques, J. A. Hernando Morata, P. Herrero, V. Herrero, Y. Ifergan, S. Johnston, B. J. P. Jones, M. Kekic, L. Labarga, A. Laing, P. Lebrun, N. López-March, M. Losada, R. D. P. Mano, J. Martín-Albo, A. Martínez, A. D. McDonald, F. Monrabal, C. M. B. Monteiro, F. J. Mora, J. Muñoz Vidal, P. Novella, D. R. Nygren, B. Palmeiro, A. Para, J. Pérez, M. Querol, A. B. Redwine, J. Renner, J. Repond, S. Riordan, L. Ripoll, Y. Rodríguez García, J. Rodríguez, L. Rogers, B. Romeo, C. Romo-Luque, F. P. Santos, J. M. F. dos Santos, A. Simón, C. Sofka, T. Stiegler, J. F. Toledo, J. Torrent, A. Usón, J. F. C. A. Veloso, R. Webb, R. Weiss-Babai, J. T. White, K. Woodruff, N. Yahlali
丰质子核的双电子俘获是一个类似于双β衰变的二级核过程。尽管它们有相似之处，但衰变特征却截然不同，这可能为测量这些衰变的假设无中微子模式提供了一个新的通道。标准模型允许的双中微子双电子捕获（$2νECEC$）已经被预测为许多同位素，但只在$^{78}$ Kr，$^{130}$ Ba和最近的$^{124}$ Ba中观察到。对这种衰变的敏感性为最终的实验目标建立了一个基准，即发现这种过程的轻子数破坏的无中微子版本$0νECEC$的潜力。在这里，我们报告的当前灵敏度的NEXT-白色探测器$^{124}$双$2νECEC$和推断NEXT-100。使用模拟数据的$2νECEC$信号和实际数据从NEXT-白操作与$^{124}$氙贫化气体作为背景，我们定义了一个最佳的事件选择，最大化的NEXT-白的灵敏度。我们估计，对于使用富含1 kg $^{124}$同位素的氙气运行的NEXT-100，运行5年后，对$2νECEC$半衰期的灵敏度可达到$6 \times 10^{22}$ y（90%置信水平）或更高。
英文摘要：
Double electron capture by proton-rich nuclei is a second-order nuclear process analogous to double beta decay. Despite their similarities, the decay signature is quite different, potentially providing a new channel to measure the hypothesized neutrinoless mode of these decays. The Standard-Model-allowed two-neutrino double electron capture ($2νECEC$) has been predicted for a number of isotopes, but only observed in $^{78}$Kr, $^{130}$Ba and, recently, $^{124}$Xe. The sensitivity to this decay establishes a benchmark for the ultimate experimental goal, namely the potential to discover also the lepton-number-violating neutrinoless version of this process, $0νECEC$. Here we report on the current sensitivity of the NEXT-White detector to $^{124}$Xe $2νECEC$ and on the extrapolation to NEXT-100. Using simulated data for the $2νECEC$ signal and real data from NEXT-White operated with $^{124}$Xe-depleted gas as background, we define an optimal event selection that maximizes the NEXT-White sensitivity. We estimate that, for NEXT-100 operated with xenon gas isotopically enriched with 1 kg of $^{124}$Xe and for a 5-year run, a sensitivity to the $2νECEC$ half-life of $6 \times 10^{22}$ y (at 90% confidence level) or better can be reached.
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。
NEXT（Neutrino Experiment with a Xenon TPC）旨在利用电致发光放大电离信号，观察高压气体氙时间投影室中\ensuremath{{}^{136}\rm Xe}的无中微子双β衰变。该技术的两个主要优点是高能量分辨率和重建电子轨迹的可能性。NEXT-100是一种电致发光的非对称TPC，它将在15巴的压力下容纳100公斤的\ensuremath{{}^{136}\rm Xe}同位素。一方面，稀疏的光电倍增管阵列记录了主要的闪烁信号，它给出了事件的开始时间，以及电致发光，它给出了总沉积能量的精确测量。另一方面，一个密集的硅光电倍增器网格提供了电子轨迹的重建。能够重建径迹的位置是双重有用的：一方面，它允许校正事件的能量，其根据位置而变化，另一方面，它提供了用于背景抑制的额外处理，因为双电子径迹在两端显示更高的能量密度，而单电子径迹仅在一端显示更高的能量密度。经过一个原型阶段（2009-2014年），NEXT已经完成了建设，并开始在西班牙比利牛斯山脉的Canfranc Subterráneo实验室的第一阶段（NEW）运行，目标是测量NEXT背景模型和双β衰变的双中微子模式。
NEXT, high-pressure xenon gas experiments for ultimate sensitivity to Majorana neutrinos
在本文中，我们描述了一种创新类型的时间投影室（TPC），它使用高压氙气（HPXe）和电致发光放大的电离电荷的设备的基础上，能够完全重建的能量和拓扑签名的罕见事件。我们将讨论一种具体的设计，这种HPP-TPC，NEXT-100探测器，将搜索无中微子双β衰变事件使用100-150公斤的氙富集在同位素氙-136。NEXT-100目前正在建设中，经过加速和非常成功的研发阶段。它将安装在西班牙的Subterráneo de Canfranc（LSC）。预计2013年底或2014年初进行试运行。我们还将提出物理参数，表明HPVs技术可以外推到下一代（例如，基准质量为1吨的目标），这将充分探索中微子的马约拉纳性质，如果质量层次是逆的。
Compton Scattering Total Cross Section at Next-to-Next-to-Leading Order and Resummation of Leading Logarithms
School of Physics, Shandong University（山东大学物理学院）；School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）；College of Big Data Statistics, Guizhou University of Finance and Economics（贵州财经大学大数据统计学院）
