The 4 K outer cryostat for the CUORE experiment: construction and quality control
CUORE低温恒温器的外壳是一个大型的无冷冻剂系统，设计用于在低放射性环境中容纳稀释制冷机和CUORE实验的测辐射热计。构成外壳的三个容器于2012年7月生产并交付给格兰萨索地下实验室。在本文中，我们描述了2012年在生产现场进行的生产技术和验证测试。
2013-06-06 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
R&D towards CUPID (CUORE 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。本文件回顾并描述了CUORE内部和外部针对下一代测热$0νββ$实验开展的丰富多样的研发活动。另一份单独的文件更详细地讨论了CUPID的科学目标和时间表。
2015-04-14 hep-ex 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
A Cryogenic Underground Observatory for Rare Events: Cuore, an Update
CUORE是一个由1000个TeO_{2}测辐射热计组成的紧凑阵列，每个测辐射热计是一个边长为5 cm的立方体，质量为750 gms。该阵列由25个垂直塔组成，排列成正方形，5塔乘5塔，每个塔包含10层4晶体。探测器的设计是针对超低背景探测进行优化的，用于探测^{130}Te（丰度33.8%）的无中微子双β衰变、冷暗物质、太阳轴子和罕见的核衰变。一个涉及20个不同大小的晶体（MIBETA）的初步实验已经完成，一个单一的CUORE塔正在建造，作为一个较小规模的实验，称为CUORICINO。预期的性能和灵敏度，根据蒙特卡罗模拟和外推目前的结果，报告。
2002-08-06 hep-ex nucl-ex
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
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
The low-temperature energy calibration system for the CUORE bolometer array
CUORE实验将在意大利大萨索国家实验室用988个TeO_2测辐射热计阵列在10 mK下探测130 Te的无中微子双β衰变（0 nDBD）。探测器被安置在一个大型的无冷冻剂的低温恒温器中，由脉冲管和高功率稀释制冷机冷却。TeO_2测辐射热计测量事件能量，准确可靠的能量刻度是成功识别候选0nDBD和背景事件的关键。正在开发的探测器校准系统是基于插入12个伽马源，这些伽马源能够在自身重量的作用下通过一组导管移动，这些导管将它们从300K法兰上的部署盒向下引导到低温恒温器内的探测器区域中的位置。CUORE实验对低温恒温器的最大热负荷、材料放射性纯度、污染风险以及在正常数据采集期间完全收回源的能力提出了严格的要求。再加上集成到一个独特的低温恒温器中，这需要精心的设计和非传统的解决方案。我们提出的设计，挑战和预期的性能，这种低温能量校准系统。
2009-08-03 nucl-ex
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
The low energy spectrum of TeO2 bolometers: results and dark matter perspectives for the CUORE-0 and CUORE experiments
我们收集了19.4天的数据，从四个750克TeO 2测辐射热计，并在其中三个，我们能够设置的能量阈值约3千电子伏，使用一种新的分析技术。我们发现本底率范围从3 keV时的25 cpd/keV/kg到25 keV时的2 cpd/keV/kg，峰值在4.7 keV。这个峰值的来源目前尚不清楚，但它的存在是通过对已完成的CUORICINO实验的62.7千克/天数据进行再分析而得到证实的。最后，我们报告的预期灵敏度的CUORE 0（52测辐射热计）和CUORE（988测辐射热计）实验WIMP年度调制信号。
2013-02-01 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
CUORE Data Release for ML Applications: Pulse Shape Analysis Dataset
University of South Carolina（南卡罗来纳大学）；Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）；INFN – Laboratori Nazionali di Legnaro（意大利国家核物理研究所-莱尼亚罗国家实验室）；INFN – Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所-博洛尼部分部）；Sapienza Università di Roma（罗马大学）；INFN – Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所-罗马部分部）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN – Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所-格兰萨索国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；INFN – Sezione di Milano Bicocca（意大利国家核物理研究所-米兰比可卡部分部）；Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
该研究发布CUORE实验的公开数据集，用TeO₂低温量热计测粒子能量沉积，以热波动形式呈现。数据集含校准数据采集时的热脉冲，有分类标签等，支持低温量热计数据分析中相关任务的监督学习测试。
2026-07-07 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
Data-driven background model for the CUORE experiment
本研究为CUORE实验开发了基于1038.4 kg·yr曝光量分析的数据驱动放射性本底模型，通过宽能区同步贝叶斯拟合实现高灵敏度探测，结果可为CUPID实验本底预算构建提供支撑。
2024-05-28 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
The Coldest Cubic Meter in the Known Universe
CUORE是一个741公斤的TeO2测辐射热计阵列，将搜索130 Te的无中微子双β衰变。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。CUORE低温恒温器将把数公吨的材料冷却到1 K以下，CUORE探测器本身将在10 mK的典型温度下工作。在这个温度下，CUORE探测器将是已知宇宙中最冷的连续立方米。
2014-10-14 hep-ex nucl-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
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
Results of CUORE
位于意大利Gran Sasso国家天文台的罕见事件低温地下天文台（CUORE）是世界上最大的热辐射实验。该探测器由988个TeO2晶体组成，总质量为742 kg。CUORE目前正在收集数据，寻找130 Te的无中微子双β衰变。CUORE自2017年春季开始运营。最初的科学运行已经允许提供对130 Te的无中微子双β衰变半衰期的最严格限制，并对双中微子双β衰变半衰期进行最精确的测量。到目前为止，我们收集到的暴露量增加了一倍多。在这次演讲中，我们介绍了最新的结果，并讨论了CUORE实验的现状。
2019-05-19 nucl-ex
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
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
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
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
Measurement of the Two-Neutrino Double Beta Decay Half-life of $^{130}$Te with the CUORE-0 Experiment
本文报道了用CUORE-0探测器测量$^{130}$ Te的双中微子双β衰变半衰期。从33.4 kg $\cdot$的TeO $_2$暴露量，确定半衰期为$T_{1/2}^{2ν}$ = [8.2 $\pm$ 0.2（stat.）$\pm$ 0.6（系统）] $\times$ 10 $^{20}$ y.这一结果是在详细重建负责CUORE-0计数率的来源后获得的，并对那些对$^{130}$ Te无中微子双β衰变感兴趣区域有贡献的来源进行了具体研究。
2017-02-23 nucl-ex
Search for Majorana neutrinos exploiting millikelvin cryogenics with CUORE
中微子可能是其自身的反粒子，这在已知的基本粒子中是独一无二的，这种可能性源于埃托雷·马约拉纳在1937年提出的费米子对称理论。鉴于这种马约拉纳中微子的深远影响，其中一个可能的解释是宇宙的物质-反物质不对称性通过leptogenesis，中微子的马约拉纳性质要求全球严格的实验研究;主要的实验探索之一是无中微子双β（$0 νββ$）衰变。在这里，我们显示的结果从搜索的$0 νββ$衰变的$^{130}$ Te，使用最新的先进的低温热量计与CUORE实验。CUORE在绝对零度以上仅运行10毫开尔文，在三个前沿领域推动了最先进的技术：在如此超低温下保持的绝对质量，运行寿命以及低温基础设施发出的低水平电离辐射。我们没有发现$0 νββ$衰变的证据，并将$T_{1/2}^{0 ν} > 2.2 \times 10^{25}$年的下限设定在90%的可信区间。我们讨论了CUORE在其他领域取得的进展的潜在应用，如直接暗物质，中微子和核物理搜索和大规模量子计算，这可以受益于在低放射性，超低温环境中的大型有效载荷的持续运行。
2022-04-11 nucl-ex
Update on the recent progress of the CUORE experiment
CUORE是由988 TeO $_2$测辐射热晶体组成的741 kg阵列，旨在寻找$^{130}$ Te的无中微子双β衰变和其他稀有过程。CUORE自2017年夏季以来一直在收集数据，截至2018年夏季，共收集了86.3 kg $\cdot$/年的TeO $_2$暴露量。基于该暴露，我们能够将$^{130}$ Te的$0νββ$半衰期限值设定为90% C. L时的$T^{0ν}_{1/2}>1.5\times10^{25}$年。在这次会议上，我们展示了CUORE背景的分解，并能够提取出$T_{1/2}^{2ν}=[7.9\pm0.1 \mathrm{(stat.)}\pm0.2 \mathrm{(syst.)}]\times10^{20}$年的$^{130}$ Te $2νββ$半衰期。这是该半衰期的最精确测量值，与先前的测量值一致。
2018-08-30 hep-ex nucl-ex 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
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
Analysis Techniques for the Evaluation of the Neutrinoless Double-Beta Decay Lifetime in $^{130}$Te with CUORE-0
我们详细描述的方法来获得的寿命下限的中微子无双β（$0νββ$）衰变在$^{130}$ Te和相关的限制使用CUORE-0探测器的中微子的有效马约拉纳质量。CUORE-0是一个位于Gran Sasso国家实验室的测辐射热探测器阵列，旨在验证为CUORE开发的背景减少技术，CUORE是计划于2016年上线的下一代实验。CUORE-0本身也是一个有竞争力的$0νββ$衰变搜索，并作为一个平台进一步开发CUORE中使用的分析工具和程序。这些包括数据收集、事件选择和处理以及信号效率评估。特别是，我们描述的幅度评估，热增益稳定，能量校准方法，和分析事件的选择，用于创建我们的最终$0νββ$衰变搜索谱。我们定义了我们的高级分析程序，重点是获得的新见解和遇到的挑战。我们详细概述了我们的拟合方法附近的假设$0νββ$衰变峰和目录的系统不确定性的主要来源。最后，我们推导出先前报告的CUORE-0的$0νββ$衰变半衰期限值，$T^{0ν}_{1/2}>2.7\times10^{24}$年，并结合Cuoricino限值，$T^{0ν}_{1/2}>4.0\times10^{24}$年。
2016-04-27 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Search for Neutrinoless $β^+EC$ Decay of $^{120}$Te with CUORE
CUORE是寻找$^{130}$ Te中无中微子双β衰变（$0νββ$）的大型低温实验。CUORE探测器由天然碲制成，提供了对$^{130}$ Te以外的同位素进行稀有事件搜索的可能性。在这项工作中，我们描述了一个搜索无中微子正电子发射电子捕获（$0νβ^+EC$）衰变在$^{120}$ Te与总TeO $_2$曝光355.7公斤$\cdot$年，相当于0.2405公斤$\cdot$年的$^{120}$ Te。尽管具有两个终态电子的$0 νββ$代表了最有希望的通道，但正电子和两个511 keV $γ$的发射使$0νβ^+EC$的衰变特征非常清晰。为了充分利用探测器模块化提供的潜力，我们包括具有不同拓扑结构的事件，并同时拟合五个选定的信号特征。使用设盲数据，我们提取了90%可信区间（C.I.）时的中位排除敏感性$3.4 \cdot 10^{22}$年。揭盲后，我们未发现$0νβ^+EC$信号的证据，并将其设定为90% C. I。$^{120}$ Te半衰期中$2.9 \cdot 10^{22}$年的贝叶斯下限。这一结果提高了一个数量级的现有限制从CUORE-0和Cuoricino的组合分析。
2022-07-18 nucl-ex
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
Measurement of the 2$νββ$ Decay Half-life of $^{130}$Te with CUORE
我们测量了$^{130}$ Te的双中微子双β衰变，使用CUORE探测器累积的300.7 kg $\cdot$ yr的曝光量。使用贝叶斯分析来拟合模拟光谱与实验数据，可以解开所有主要的背景源，并精确测量两个中微子的贡献。半衰期与过去的测量结果一致，不确定性大大降低：$T^{2ν}_{1/2} = 7.71^{+0.08}_{-0.06}\mathrm{(stat.)}^{+0.12}_{-0.15}\mathrm{(syst.)}\times10^{20}$ yr。该测量是迄今为止对$^{130}$ Te 2 $νββ$衰变半衰期的最精确测定。
2021-05-19 nucl-ex
New direct limit on neutrinoless double beta decay half-life of $^{128}$Te with CUORE
本研究利用 CUORE 实验首次寻找 $^{128}$Te 的无中微子双 beta 衰变，未发现证据，通过贝叶斯分析将其半衰期下限设为 $3.6 \ imes 10^{24}$ 年，创下最严格限制并超越以往实验结果。
2025-01-31 nucl-ex
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
Search for Neutrinoless $β^{+}\hspace{-0.2em}EC$ Decay of $^{120}$Te with CUORE-0
我们已经进行了搜索的无中微子$β^{+}\hspace{-0.2em}EC$衰变的$^{120}$ Te使用最终CUORE-0的数据发布。我们描述了一种新的分析方法，同时适合的签名与不同的事件拓扑结构，并具有不同的信号效率的数据子集，获得在$90\%$ CI的$T_{1/2}>1.6\cdot10^{21}$年的衰变半衰期的限制。将其与Cuoricino的结果（先前的实验）相结合，我们获得了迄今为止最强的极限，对应于$90\%$ CI时的$T_{1/2}>2.7\cdot10^{21}$年。
2017-10-20 nucl-ex
Sensitivity and Discovery Potential of CUORE to Neutrinoless Double-Beta Decay
我们提出了一个CUORE的灵敏度和发现潜力的研究，一个测辐射热双β衰变实验正在建设中的Nazionali del Gran Sasso在意大利。两种方法来计算实验灵敏度为各种背景的情况下，和扩展的灵敏度配方的发现潜在的情况下也进行了讨论。假设本底率为10^-2 cts/（keV kg y），我们发现，经过5年的寿命，CUORE对无中微子双β衰变半衰期T_1/2（1 σ）= 1.6 \times 10 ^26 y的灵敏度为1 σ，从而具有探测低至40-100 meV的Majorana中微子有效质量的潜力;在1.64 σ处的灵敏度，对应于90% C.L.，T_1/2（1.64 sigma）= 9.5 \times 10^25 y。这个范围与76 Ge无中微子双β衰变的观测结果以及由振荡结果得到的中微子质量参数空间的优选范围进行了比较。
2013-03-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
Constraints on Lepton Number Violation with the 2 tonne$\cdot$yr CUORE Dataset
CUORE实验利用2吨·年数据未发现无中微子双β衰变，将半衰期下限设为3.5×10^25年，并验证了未来多同位素搜索的关键技术。
2025-10-17 nucl-ex
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
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
Search for Double-Beta Decay of $\mathrm{^{130}Te}$ to the $0^+$ States of $\mathrm{^{130}Xe}$ with CUORE
CUORE实验是在同位素$\mathrm{^{130}Te}$中寻找轻子数破坏的无中微子双β衰变（$0νββ$）的大型测辐射热阵列。在这项工作中，我们提出了两个搜索的最新结果双β衰变（DBD）的$\mathrm{^{130}Te}$的$\mathrm{^{130}Xe}$的第一个$0^{+}_2$激发态：$0νββ$衰变和标准模型允许的双中微子双β衰变（$2νββ$）。两次检索均基于372.5 kg $\times$ yr TeO $_2$暴露。在最终状态下由激发的中微子核发射的去激发伽马射线产生独特的签名，可以通过研究两个或多个测辐射热计中的重合事件来在低背景下搜索该签名。在这方面，CuORE晶体的紧密堆积排列构成了显著的优势。在90%可信区间（C.I.）对于${0νββ}$衰变，估计为$\mathrm{S^{0ν}_{1/2} = 5.6 \times 10^{24} \: \mathrm{yr}}$，对于${2νββ}$衰变，估计为$\mathrm{S^{2ν}_{1/2} = 2.1 \times 10^{24} \: \mathrm{yr}}$。没有观察到任何一种衰减模式的显著证据，并且在$90\%$ C.I.在衰变半衰期上的计算公式为：$\mathrm{(T_{1/2})^{0ν}_{0^+_2} > 5.9 \times 10^{24} \: \mathrm{yr}}…
2021-07-30 nucl-ex
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
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
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
First-ever detection of microseismic activity with a tonne-scale cryogenic experiment
本文首次利用CUORE吨级mK低温量能器探测海洋微地震，结合哥白尼卫星数据揭示其四年季节性影响，并提出基于辅助传感器的噪声去相关方法以提升探测器性能。
2025-05-13 nucl-ex physics.ins-det
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。
2019-04-29 nucl-ex physics.ins-det
The environmental low-frequency background for macro-calorimeters at the millikelvin scale
本文提出一种多探测器关联分析方法，将海洋与地震数据同CUORE低温量热器数据关联，证明毫开尔文尺度宏观量热器不仅对地震振动敏感，也对地中海海洋微震引起的微弱振动敏感，为研究环境噪声对探测器灵敏度的影响及发展噪声抑制技术奠定基础。
2024-09-01 nucl-ex physics.ao-ph physics.ins-det
Double beta decay experiments: beginning of a new era
本文对双β衰变过程的实验研究现状进行了综述。最敏感的实验结果进行了讨论，并讨论了有效马约拉纳中微子质量（$<m_ν>) are given. New results on two neutrino double beta decay are presented. The special attention is given to new current experiments with mass of studied isotopes more than 100 kg, EXO--200 and KamLAND--Zen. These experiments open a new era in research of double beta decay. In the second part of the review prospects of search for neutrinoless double beta decay in new experiments with sensitivity to $ <m_v> $ at the level of $ \sim 0.01-0.1$ eV的现代限制值。给出了最有前景的项目（CUORE、GERDA、MAJORANA、SuperNEMO、EXO、KamLAND-Zen、SNO+）的参数和特性。
2012-09-19 nucl-ex
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
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
Development of energy calibration and data analysis systems for the NUCLEUS experiment
中微子-核相干弹性散射（CEvNS）为探索标准模型之外的新物理开辟了新的途径。NUCLEUS实验旨在利用核反应堆堆芯产生的强烈反中微子通量，通过克级超低阈值低温探测器测量CEvNS截面。低阈值探测器的一个常见问题是校准，因为大多数放射源往往会使传感器的动态范围饱和。在这篇论文中，光子统计为基础的光学校准设置已经开发和测试使用探测器从BULLKID R&D项目。所开发的硬件设置和相关控制软件都允许自动执行检测器阵列的完全校准。在这项工作的开发过程中，为CUORE实验开发的DIANA分析框架已与NUCLEUS DAQ兼容，并使用NUCLEUS原型运行的数据开发了新的自动分析协议。该协议被证明是准确的再现通过模型相关的研究所获得的结果进行了几乎事件的事件检查，在NUCLEUS的早期阶段进行。特别关注的是事件重建程序的发展，用于测量的事件，位于探测器的线性响应区域之外的能量。NUCLEUS实验的最后一项活动是开发一个基于Python的工具包，用于研究实验的发现潜力。这个工具包最初是由J.Rothe在NUCLEUS的早期阶段开发的，并在本文所介绍的工作中进行了大量的升级，以处理不同类型的统计检查和程序。
2023-02-06 nucl-ex physics.ins-det
Improving the Performance of Cryogenic Calorimeters with Nonlinear Multivariate Noise Cancellation Algorithms
本研究提出一种利用多个辅助设备的多变量噪声消除算法，并通过非线性项改进模型，应用于低温量热计以降低电磁和微音噪声，提升探测器性能，在CUORE探测器上验证了效果。
2024-02-06 nucl-ex physics.ins-det
The $0\nu2β$-decay CROSS experiment: preliminary results and prospects
无中子双β衰变是粒子物理中的一个关键过程。它的实验研究是唯一可行的方法，可以建立中微子的马约拉纳性质，同时提供了一个敏感的轻子数破坏的包容性测试。CROSS（表面灵敏度低温稀有事件观测站）旨在开发和测试一种新的测热技术，用于未来寻找有希望的原子核$^{100}$ Mo和$^{130}$ Te的无中微子双β衰变的大规模实验。如CUORE实验的结果所示，对这一罕见过程进行大规模测热搜索的限制因素是由表面放射性污染引起的背景。CROSS的基本概念包括通过脉冲形状鉴别来拒绝这种具有挑战性的背景成分，通过包含感兴趣的同位素的晶体的表面的适当涂层来辅助，并作为测辐射热检测器的能量吸收体。在本文中，我们证明了沉积在晶体表面上的超纯Al 2 O3 Al薄膜成功地作为脉冲形状修改器，快速和慢速声子传感器。在基于Li $_2$ MoO $_4$和TeO $_2$晶体的一系列原型中，$α$表面放射性的拒绝因子高于99.9%。我们还表明，点状的能量沉积可以识别到距离$\sim 1$ mm的涂层表面。目前的计划设想在Canfranc实验室（西班牙）的地下CROSS专用设施中进行中间实验。这个实验包括$^{100}$ Mo的$\sim 3\times 10^{25}$核，将是CROSS技术的一般测试，也是对无中微子双β衰变的全球竞争性搜索，在最有利的条件下，对有效Majorana质量的灵敏度下降到70 meV…
2019-09-16 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
Interplay between non-interfering neutrino exchange mechanisms and nuclear matrix elements in $0νββ$ decay
本文在吨级实验背景下重新分析轻、重马约拉纳中微子非干涉交换介导的0νββ衰变，利用现有与未来多同位素数据推导联合上限，揭示NME不确定性对轻、重机制相对贡献的偏置影响，并强调改进NME计算对多同位素搜寻的重要性。
2023-09-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
The CUPID-Mo experiment for neutrinoless double-beta decay: performance and prospects
CUPID-Mo是一个寻找$^{100}$ Mo的无中微子双β衰变（$0νββ$）的测热实验。在本文中，我们详细介绍了CUPID-Mo探测器的概念，组装，2018年在Modane地下实验室的安装，并提供了第一批数据集的结果。该演示器由20个由富含$^{100}$ Mo的0.2 kg Li $_2$ MoO $_4$晶体组成的闪烁测辐射热计阵列组成。探测器由20个薄的低温Ge测辐射热计补充，用作光探测器，通过探测热和闪烁光信号来区分$α$和$γ$ / $β$事件。我们观察到良好的探测器的均匀性，便于操作的大型探测器阵列，以及优良的能量分辨率为5.3千电子伏（6.5千电子伏）FWHM在2615千电子伏，在校准（物理）数据。基于观察到的能量分辨率和光产率，对于$^{100}$ Mo $0νββ$的感兴趣区域中的事件，预期$α$粒子的分离远好于99.9\%，并且对于$γ$/$β$事件具有同样高的接受度。我们提出了晶体放射性纯度的限度（$\leq$ 3 $μ$ Bq/kg的$^{226}$ Ra和$\leq$ 2 $μ$ Bq/kg的$^{232}$ Th）。基于这些初步结果，我们还讨论了CUPID-Mo实验的科学范围的灵敏度研究，特别是，在半年的生存期后，对$^{100}$ Mo $0νββ$衰变设定最严格的半衰期限制的能力。所取得的成果表明，CUPID-Mo是该技术的成功演示器-在LUM…
2019-09-06 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
Half-life and precision shape measurement of 2νββ decay of $^{130}$Te
基于 CUORE 数据，精确测量 $^{130}$Te 的 2νββ 半衰期，提高精度与信噪比，检验核模型并为 0νββ 搜索提供输入。
2025-03-31 nucl-ex
