1. Calorimeter development for the SuperNEMO double beta decay experiment
- Author
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Barabash, A.S., Basharina-Freshville, A., Blot, S., Bongrand, M., Bourgeois, Ch., Breton, D., Brudanin, V., Burešovà, H., Busto, J., Caffrey, A.J., Calvez, S., Cascella, M., Cerna, C., Cesar, J.P., Chauveau, E., Chopra, A., Claverie, G., De Capua, S., Delalee, F., Duchesneau, D., Egorov, V., Eurin, G., Evans, J.J., Fajt, L., Filosofov, D., Flack, R., Garrido, X., Gómez, H., Guillon, B., Guzowski, P., Hodák, R., Holý, K., Huber, A., Hugon, C., Jeremie, A., Jullian, S., Kauer, M., Klimenko, A., Kochetov, O., Konovalov, S.I., Kovalenko, V., Lang, K., Lemière, Y., Le Noblet, T., Liptak, Z., Liu, X.R., Loaiza, P., Lutter, G., Maalmi, J., Macko, M., Mamedov, F., Marquet, C., Mauger, F., Moreau, I., Morgan, B., Mott, J., Nemchenok, I., Nomachi, M., Nova, F., Ohsumi, H., Pahlka, R.B., Pater, J.R., Perrot, F., Piquemal, F., Povinec, P., Přidal, P., Ramachers, Y.A., Rebii, A., Remoto, A., Richards, B., Ricol, J.S., Riddle, C.L., Rukhadze, E., Saakyan, R., Salazar, R., Sarazin, X., Sedgbeer, J., Shitov, Yu., Šimkovic, F., Simard, L., Smetana, A., Smolek, K., Smolnikov, A., Snow, S., Söldner-Rembold, S., Soulé, B., Špavorová, M., Štekl, I., Thomas, J., Timkin, V., Torre, S., Tretyak, Vl.I., Tretyak, V.I., Umatov, V.I., Vilela, C., Vorobel, V., Waters, D., Žukauskas, A., Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire ( LAL ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Physique des Particules de Marseille ( CPPM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Aix Marseille Université ( AMU ), Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan ( CENBG ), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules ( LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules ), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen ( LPCC ), Université de Caen Normandie ( UNICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen ( ENSICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Souterrain de Modane ( LSM - UMR 6417 ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire Souterrain de Modane (LSM - UMR 6417), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Aix Marseille Université (AMU), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
- Subjects
SuperNEMO ,Technology ,Physics - Instrumentation and Detectors ,Physics::Instrumentation and Detectors ,energy resolution ,FOS: Physical sciences ,scintillation counter: plastics ,Physics, Particles & Fields ,0202 Atomic, Molecular, Nuclear, Particle And Plasma Physics ,Neutrino Ettore Majorana Observatory ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,Nuclear Science & Technology ,Nuclear Experiment ,Instruments & Instrumentation ,physics.ins-det ,[ PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET ] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,activity report ,Calorimeter ,Science & Technology ,photomultiplier ,Physics ,calorimeter: design ,neutrino: Majorana: mass ,Instrumentation and Detectors (physics.ins-det) ,sensitivity ,Nuclear & Particles Physics ,Double beta decay ,Photomultipliers ,Physics, Nuclear ,Scintillators ,Physical Sciences ,High Energy Physics::Experiment - Abstract
SuperNEMO is a double-$\beta$ decay experiment, which will employ the successful tracker-calorimeter technique used in the recently completed NEMO-3 experiment. SuperNEMO will implement 100 kg of double-$\beta$ decay isotope, reaching a sensitivity to the neutrinoless double-$\beta$ decay ($0\nu\beta\beta$) half-life of the order of $10^{26}$ yr, corresponding to a Majorana neutrino mass of 50-100 meV. One of the main goals and challenges of the SuperNEMO detector development programme has been to reach a calorimeter energy resolution, $\Delta$E/E, around 3%/$sqrt(E)$(MeV) $\sigma$, or 7%/$sqrt(E)$(MeV) FWHM (full width at half maximum), using a calorimeter composed of large volume plastic scintillator blocks coupled to photomultiplier tubes. We describe the R\&D programme and the final design of the SuperNEMO calorimeter that has met this challenging goal.
- Published
- 2017
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