English

A study of neutrinoless double electron capture in $^{40}$Ca from the AMoRE experiment

Nuclear Experiment 2026-07-09 v1 High Energy Physics - Experiment
Authors: AMoRE Collaboration , A. Agrawal , V. V. Alenkov , P. Aryal , J. Beyer , B. Bhandari , R. S. Boiko , K. Boonin , O. Buzanov , C. R. Byeon , N. Chanthima , M. K. Cheoun , J. S. Choe , Seonho Choi , S. Choudhury , J. S. Chung , F. A. Danevich , M. Djamal , D. Drung , C. Enss , A. Fleischmann , A. M. Gangapshev , L. Gastaldo , Y. M. Gavrilyuk , A. M. Gezhaev , O. Gileva , V. D. Grigorieva , V. I. Gurentsov , C. Ha , D. H. Ha , E. J. Ha , D. H. Hwang , E. J. Jeon , J. A. Jeon , H. S. Jo , J. Kaewkhao , C. S. Kang , W. G. Kang , V. V. Kazalov , S. Kempf , A. Khan , S. Khan , D. Y. Kim , G. W. Kim , H. B. Kim , Ho-Jong Kim , H. J. Kim , H. L. Kim , H. S. Kim , M. B. Kim , S. C. Kim , S. K. Kim , S. R. Kim , W. T. Kim , Y. D. Kim , Y. H. Kim , K. Kirdsiri , Y. J. Ko , V. V. Kobychev , V. Kornoukhov , V. V. Kuzminov , D. H. Kwon , C. H. Lee , DongYeup Lee , E. K. Lee , H. J. Lee , H. S. Lee , J. Lee , J. Y. Lee , K. B. Lee , M. H. Lee , M. K. Lee , S. W. Lee , Y. C. Lee , D. S. Leonard , H. S. Lim , B. Mailyan , E. P. Makarov , P. B. Nyanda , Y. Oh , S. L. Olsen , S. I. Panasenko , H. K. Park , H. S. Park , K. S. Park , S. Y. Park , O. G. Polischuk , H. Prihtiadi , S. Ra , S. S. Ratkevich , G. Rooh , E. Sala , M. B. Sari , J. Seo , K. M. Seo , B. Sharma , K. A. Shin , V. N. Shlegel , K. Siyeon , J. So , N. V. Sokur , J. K. Son , J. W. Song , N. Srisittipokakun , V. I. Tretyak , R. Wirawan , K. R. Woo , H. J. Yeon , Y. S. Yoon , Q. Yue
View on arXiv ↗ PDF ↗

Abstract

The search for neutrinoless double electron capture (0ν2EC0\nu\mathrm{2EC}) provides a sensitive probe of lepton-number violation and the Majorana nature of neutrinos. We investigate the 0ν2EC0\nu\mathrm{2EC} decay of 40^{40}Ca using cryogenic detectors equipped with metallic magnetic calorimeters in the AMoRE-I experiment. The analysis is based on a physics dataset corresponding to a total exposure of 7.32 kg⋅\cdotyr from thirteen 40^{40}Ca100^{100}MoO4_4 crystals. No significant excess is observed, and a lower limit on the half-life is obtained as T1/20ν>1.7×1022T^{0\nu}_{1/2} > 1.7 \times 10^{22} yr at 90%\% confidence level. An improved sensitivity is expected for the upcoming AMoRE-II experiment. These results demonstrate the potential of CaMoO4_4 detectors to explore rare decay processes beyond the primary 100^{100}Mo 0νββ0\nu\beta\beta search program.

Keywords

neutrinoless double electron capture calcium-40 AMoRE experiment cryogenic detectors metallic magnetic calorimeters Majorana neutrinos lepton number violation

Cite

@article{arxiv.2607.08039,
  title  = {A study of neutrinoless double electron capture in $^{40}$Ca from the AMoRE experiment},
  author = {AMoRE Collaboration and A. Agrawal and V. V. Alenkov and P. Aryal and J. Beyer and B. Bhandari and R. S. Boiko and K. Boonin and O. Buzanov and C. R. Byeon and N. Chanthima and M. K. Cheoun and J. S. Choe and Seonho Choi and S. Choudhury and J. S. Chung and F. A. Danevich and M. Djamal and D. Drung and C. Enss and A. Fleischmann and A. M. Gangapshev and L. Gastaldo and Y. M. Gavrilyuk and A. M. Gezhaev and O. Gileva and V. D. Grigorieva and V. I. Gurentsov and C. Ha and D. H. Ha and E. J. Ha and D. H. Hwang and E. J. Jeon and J. A. Jeon and H. S. Jo and J. Kaewkhao and C. S. Kang and W. G. Kang and V. V. Kazalov and S. Kempf and A. Khan and S. Khan and D. Y. Kim and G. W. Kim and H. B. Kim and Ho-Jong Kim and H. J. Kim and H. L. Kim and H. S. Kim and M. B. Kim and S. C. Kim and S. K. Kim and S. R. Kim and W. T. Kim and Y. D. Kim and Y. H. Kim and K. Kirdsiri and Y. J. Ko and V. V. Kobychev and V. Kornoukhov and V. V. Kuzminov and D. H. Kwon and C. H. Lee and DongYeup Lee and E. K. Lee and H. J. Lee and H. S. Lee and J. Lee and J. Y. Lee and K. B. Lee and M. H. Lee and M. K. Lee and S. W. Lee and Y. C. Lee and D. S. Leonard and H. S. Lim and B. Mailyan and E. P. Makarov and P. B. Nyanda and Y. Oh and S. L. Olsen and S. I. Panasenko and H. K. Park and H. S. Park and K. S. Park and S. Y. Park and O. G. Polischuk and H. Prihtiadi and S. Ra and S. S. Ratkevich and G. Rooh and E. Sala and M. B. Sari and J. Seo and K. M. Seo and B. Sharma and K. A. Shin and V. N. Shlegel and K. Siyeon and J. So and N. V. Sokur and J. K. Son and J. W. Song and N. Srisittipokakun and V. I. Tretyak and R. Wirawan and K. R. Woo and H. J. Yeon and Y. S. Yoon and Q. Yue},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.08039},
  year   = {2026}
}

Comments

7 pages, 3 figures