Final results on $^{82}{Se}$ double beta decay to the ground state of $^{82}{Kr}$ from the NEMO-3 experiment
R. Arnold
(1)
,
C. Augier
(2)
,
A.S. Barabash
,
A. Basharina-Freshville
,
S. Blondel
(2)
,
S. Blot
,
M. Bongrand
(2)
,
D. Boursette
(2)
,
V. Brudanin
,
J. Busto
(3)
,
A.J. Caffrey
,
S. Calvez
(2)
,
M. Cascella
,
C. Cerna
(4)
,
J.P. Cesar
,
A. Chapon
(5)
,
E. Chauveau
(4)
,
A. Chopra
,
L. Dawson
,
D. Duchesneau
(6)
,
D. Durand
(5)
,
V. Egorov
,
G. Eurin
(2)
,
J.J. Evans
,
L. Fajt
,
D. Filosofov
,
R. Flack
,
X. Garrido
(2)
,
H. Gómez
(2)
,
B. Guillon
(5)
,
P. Guzowski
,
R. Hodák
,
A. Huber
(4)
,
P. Hubert
(4)
,
C. Hugon
(4)
,
S. Jullian
(2)
,
A. Klimenko
,
O. Kochetov
,
S.I. Konovalov
,
V. Kovalenko
,
D. Lalanne
(2)
,
K. Lang
,
Y. Lemière
(5)
,
T. Le Noblet
(6)
,
Z. Liptak
,
X.R. Liu
,
P. Loaiza
(2)
,
G. Lutter
(4)
,
C. Macolino
(2)
,
F. Mamedov
,
C. Marquet
(4)
,
F. Mauger
(5)
,
B. Morgan
,
J. Mott
,
I. Nemchenok
,
M. Nomachi
,
F. Nova
,
F. Nowacki
(1)
,
H. Ohsumi
,
R.B. Pahlka
,
C. Patrick
,
F. Perrot
(4)
,
F. Piquemal
(4, 7)
,
P. Povinec
,
P. Přidal
,
Y.A. Ramachers
,
A. Remoto
(6)
,
J.L. Reyss
(8)
,
C.L. Riddle
,
E. Rukhadze
,
N.I. Rukhadze
,
R. Saakyan
,
R. Salazar
,
X. Sarazin
(2)
,
Yu. Shitov
,
L. Simard
(2, 9)
,
F. Šimkovic
,
A. Smetana
,
K. Smolek
,
A. Smolnikov
,
S. Söldner-Rembold
,
B. Soulé
(4)
,
I. Štekl
,
J. Suhonen
,
C.S. Sutton
,
G. Szklarz
(2)
,
J. Thomas
,
V. Timkin
,
S. Torre
,
Vl.I. Tretyak
,
V.I. Tretyak
,
V.I. Umatov
,
I. Vanushin
,
C. Vilela
,
V. Vorobel
,
D. Waters
,
F. Xie
,
A. Žukauskas
1
IPHC -
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
5 LPCC - Laboratoire de physique corpusculaire de Caen
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 LSM - UMR 6417 - Laboratoire Souterrain de Modane
8 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
9 IUF - Institut universitaire de France
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan
5 LPCC - Laboratoire de physique corpusculaire de Caen
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 LSM - UMR 6417 - Laboratoire Souterrain de Modane
8 LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette]
9 IUF - Institut universitaire de France
A.S. Barabash
- Fonction : Auteur
A. Basharina-Freshville
- Fonction : Auteur
S. Blot
- Fonction : Auteur
V. Brudanin
- Fonction : Auteur
A.J. Caffrey
- Fonction : Auteur
S. Calvez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 15174
- IdHAL : scalvez
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- IdRef : 074503502
M. Cascella
- Fonction : Auteur
J.P. Cesar
- Fonction : Auteur
A. Chopra
- Fonction : Auteur
L. Dawson
- Fonction : Auteur
V. Egorov
- Fonction : Auteur
J.J. Evans
- Fonction : Auteur
L. Fajt
- Fonction : Auteur
D. Filosofov
- Fonction : Auteur
R. Flack
- Fonction : Auteur
P. Guzowski
- Fonction : Auteur
- PersonId : 764588
- ORCID : 0000-0002-6494-4217
R. Hodák
- Fonction : Auteur
A. Klimenko
- Fonction : Auteur
O. Kochetov
- Fonction : Auteur
S.I. Konovalov
- Fonction : Auteur
V. Kovalenko
- Fonction : Auteur
K. Lang
- Fonction : Auteur
Z. Liptak
- Fonction : Auteur
X.R. Liu
- Fonction : Auteur
F. Mamedov
- Fonction : Auteur
B. Morgan
- Fonction : Auteur
J. Mott
- Fonction : Auteur
I. Nemchenok
- Fonction : Auteur
M. Nomachi
- Fonction : Auteur
F. Nova
- Fonction : Auteur
F. Nowacki
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : frederic-nowacki
- ORCID : 0000-0002-7854-8717
H. Ohsumi
- Fonction : Auteur
R.B. Pahlka
- Fonction : Auteur
C. Patrick
- Fonction : Auteur
P. Povinec
- Fonction : Auteur
P. Přidal
- Fonction : Auteur
Y.A. Ramachers
- Fonction : Auteur
C.L. Riddle
- Fonction : Auteur
E. Rukhadze
- Fonction : Auteur
N.I. Rukhadze
- Fonction : Auteur
R. Saakyan
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R. Salazar
- Fonction : Auteur
Yu. Shitov
- Fonction : Auteur
F. Šimkovic
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A. Smetana
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K. Smolek
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A. Smolnikov
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S. Söldner-Rembold
- Fonction : Auteur
I. Štekl
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J. Suhonen
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C.S. Sutton
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J. Thomas
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V. Timkin
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S. Torre
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Vl.I. Tretyak
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V.I. Tretyak
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V.I. Umatov
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I. Vanushin
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C. Vilela
- Fonction : Auteur
V. Vorobel
- Fonction : Auteur
D. Waters
- Fonction : Auteur
F. Xie
- Fonction : Auteur
A. Žukauskas
- Fonction : Auteur
Résumé
Using data from the NEMO-3 experiment, we have measured the two-neutrino double beta decay ( $2\nu \beta \beta $ ) half-life of$^{82}$ Se as $T_{\smash {1/2}}^{2\nu } \!=\! \left[ 9.39 \pm 0.17\left( \text{ stat }\right) \pm 0.58\left( \text{ syst }\right) \right] \times 10^{19}$ y under the single-state dominance hypothesis for this nuclear transition. The corresponding nuclear matrix element is $\left| M^{2\nu }\right| = 0.0498 \pm 0.0016$ . In addition, a search for neutrinoless double beta decay ( $0\nu \beta \beta $ ) using 0.93 kg of$^{82}$ Se observed for a total of 5.25 y has been conducted and no evidence for a signal has been found. The resulting half-life limit of $T_{1/2}^{0\nu } > 2.5 \times 10^{23} \,\text{ y } \,(90\%\,\text{ C.L. })$ for the light neutrino exchange mechanism leads to a constraint on the effective Majorana neutrino mass of $\langle m_{\nu } \rangle < \left( 1.2{-}3.0\right) \,\text{ eV }$ , where the range reflects $0\nu \beta \beta $ nuclear matrix element values from different calculations. Furthermore, constraints on lepton number violating parameters for other $0\nu \beta \beta $ mechanisms, such as right-handed currents, majoron emission and R-parity violating supersymmetry modes have been set.
Mots clés
double-beta decay: (0neutrino)
nucleus: transition
selenium: semileptonic decay
selenium: lifetime
lifetime: measured
neutrino: Majorana: mass
lepton number: violation
R parity: violation
Majoron: production
neutrino: exchange
supersymmetry
ground state
right-handed
Neutrino Ettore Majorana Observatory
experimental results
S029MT
S076ETA
S076H0N
S076H2N
S076MW
double-beta decay: (2neutrino)
Domaines
Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex] Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]
Fichier principal
Arnold2018_Article_FinalResultsOnMathbf82HboxSe82.pdf (1.76 Mo)
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