NEXT-100 探测器对无中微子双贝塔衰变的灵敏度

具有电致发光放大功能的高压氙气时间投影室（EL HPGXe TPC）用于搜寻无中微子双贝塔（$0\nu\beta\beta$）衰变，其优势在于：通过电致发光放大电离信号，提供优异的能量分辨率（在 $Q_{\beta\beta}$ 处为 $0.5-0.7\%$ FWHM），以及跟踪能力，正如 NEXT 合作组使用两个公斤级原型机所证明的那样。NEXT 合作组正在建造一个能够容纳 100 kg 同位素富集 ${{}^{136}\rm Xe}$ 的氙的 EL HPGXe TPC（NEXT-100）。NEXT-100 探测器在 Laboratorio Subterr\'aneo de Canfranc (LSC) 的安装与调试计划于 2018 年进行。NEXT-100 探测器在当前感兴趣能量区的估计本底水平为 $4\times10^{-4}$ counts/keV-kg-yr 或更低。假设在 $Q_{\beta\beta}$ 处能量分辨率为 0.75$\%$ FWHM，且 $0\nu\beta\beta$ 信号效率约为 28$\%$，则在 275 kg yr 曝光量下，对 $0\nu\beta\beta$ 衰变半衰期的预期灵敏度（90$\%$ CL）为 $T^{0\nu}_{1/2}>6.0\times10^{25}$ yr。NEXT 实验的第一阶段称为 NEW，目前正在 LSC 进行调试。NEW 探测器在尺寸上为 NEXT-100 探测器的 1:2（质量为 1:10），使用相同的材料和光传感器，将用于表征 $0\nu\beta\beta$ 本底并测量带中微子的标准双贝塔衰变（${2\nu\beta\beta}$）。对于 100 天运行，估计 NEW 探测器中 ${2\nu\beta\beta}$ 信号的显著性为 8 sigma。