无中微子双贝塔衰变 CROSS 实验：初步结果与展望
核实验
2020-01-22 v2 仪器与探测器
摘要
无中微子双贝塔衰变是粒子物理中的关键过程。其实验研究是确立中微子马约拉纳性质的唯一可行方法，同时提供了对轻子数破缺的灵敏包容性检验。CROSS（具有表面灵敏度的低温稀有事件观测台）旨在开发和测试一种新的低温量热技术，以应用于未来搜寻有前景的核素 Mo 和 Te 无中微子双贝塔衰变的大规模实验。如 CUORE 实验的结果所示，此类稀有过程大规模低温量热搜寻中的限制因素是表面放射性污染引起的本底。CROSS 的基本概念在于通过脉冲形状甄别来排除这一具有挑战性的本底成分，辅以对含有感兴趣同位素并作为低温量热探测器能量吸收体的晶体表面进行适当的镀层。在本文中，我们证明沉积在晶体表面的超纯超导 Al 膜可成功作为脉冲形状修饰剂，无论使用快速还是慢速声子传感器。在基于 LiMoO 和 TeO 晶体的一系列原型中，已证明对 表面放射性的排除因子高于 99.9%。我们还表明，点状能量沉积可被识别至距镀层表面 mm 的距离。当前计划设想在坎夫兰克实验室（西班牙）地下安装的 CROSS 专用设施中进行一项中间实验。该实验包含约 个 Mo 核，将是对 CROSS 技术的全面测试，也是一项全球具有竞争力的无中微子双贝塔衰变搜寻，在最有利条件下对有效马约拉纳质量的灵敏度可达 70 meV。
引用
@article{arxiv.1906.10233,
title = {The $0\nu2\beta$-decay CROSS experiment: preliminary results and prospects},
author = {I. C. Bandac and A. S. Barabash and L. Bergé and M. Brière and Ch. Bourgeois and P. Carniti and M. Chapellier and M. de Combarieu and I. Dafinei and F. A. Danevich and N. Dosme and D. Doullet and L. Dumoulin and F. Ferri and A. Giuliani and C. Gotti and Ph. Gras and E. Guerard and A. Ianni and H. Khalife and S. I. Konovalov and E. Legay and P. Loaiza and P. de Marcillac and S. Marnieros and C. A. Marrache-Kikuchi and C. Nones and V. Novati and E. Olivieri and Ch. Oriol and G. Pessina and D. V. Poda and Th. Redon and V. I. Tretyak and V. I. Umatov and M. M. Zarytsky and A. S. Zolotarova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10233},
year = {2020}
}