201. Search for the double-beta decay of 82Se to the excited states of 82Kr with NEMO-3
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F. Nova, Vit Vorobel, B. Morgan, C. L. Riddle, A. Smetana, Jose Busto, P. Guzowski, Y. Lemière, A. Remoto, A. Chapon, R. Breier, P. Loaiza, A. Basharina-Freshville, F. Xie, Yu. Shitov, J. C. Thomas, J. K. Sedgbeer, A.A. Smolnikov, Y. A. Ramachers, C. Cerna, M. Macko, A. Minotti, X. Sarazin, E. Chauveau, V.E. Kovalenko, Pavel P. Povinec, F. Mauger, G. Eurin, B. Richards, G. Szklarz, F. Perrot, Vl. I. Tretyak, O.I. Kochetov, C. Augier, H. Tedjditi, M. Cascella, S. Blot, S. Blondel, J.P. Cesar, S. Torre, B. Guillon, I. Stekl, Frédéric Nowacki, F. Piquemal, V. Palusova, F. Mamedov, Fedor Šimkovic, Igor Nemchenok, R. Salazar, A. Žukauskas, D. Duchesneau, J. Mott, L. Dawson, C. Vilela, P. Přidal, C. Hugon, Jouni Suhonen, R. Arnold, D. Lalanne, D. Waters, C.S. Sutton, Ch. Marquet, S. Söldner-Rembold, J. J. Evans, H. Gómez, A. Pin, Karol Lang, A. Huber, C. Patrick, A. A. Klimenko, D. Boursette, Ruben Saakyan, Guillaume Lutter, J. L. Reyss, R. B. Pahlka, I. Vanushin, L. Simard, G. Oliviéro, V. I. Tretyak, A. Chopra, Z. J. Liptak, Lukas Fajt, A. S. Barabash, H. Ohsumi, C. Girard-Carillo, Ph. Hubert, X. Garrido, T. Le Noblet, Dominique Durand, C. Macolino, R. L. Flack, M. Bongrand, D.V. Filosofov, S. Jullian, S. I. Konovalov, Masaharu Nomachi, S. Calvez, V. V. Timkin, V. G. Egorov, E. Rukhadze, X.R. Liu, V.I. Umatov, V. Brudanin, A. J. Caffrey, R. Hodák, Karel Smolek, B. Soulé, Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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 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)-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 Souterrain de Modane (LSM - UMR 6417), 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), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NEMO-3, Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-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)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), 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 national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), Science and Technology Facilities Council (STFC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), 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]), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Arnold, R, Augier, C, Barabash, A, Basharina-Freshville, A, Blondel, S, Blot, S, Bongrand, M, Boursette, D, Breier, R, Brudanin, V, Busto, J, Caffrey, A, Calvez, S, Cascella, M, Cerna, C, Cesar, J, Chapon, A, Chauveau, E, Chopra, A, Dawson, L, Duchesneau, D, Durand, D, Egorov, V, Eurin, G, Evans, J, Fajt, L, Filosofov, D, Flack, R, Garrido, X, Girard-Carillo, C, Gomez, H, Guillon, B, Guzowski, P, Hodak, R, Huber, A, Hubert, P, Hugon, C, Jullian, S, Klimenko, A, Kochetov, O, Konovalov, S, Kovalenko, V, Lalanne, D, Lang, K, Lemiere, Y, Le Noblet, T, Liptak, Z, Liu, X, Loaiza, P, Lutter, G, Macko, M, Macolino, C, Mamedov, F, Marquet, C, Mauger, F, Minotti, A, Morgan, B, Mott, J, Nemchenok, I, Nomachi, M, Nova, F, Nowacki, F, Ohsumi, H, Oliviero, G, Pahlka, R, Palusova, V, Patrick, C, Perrot, F, Pin, A, Piquemal, F, Povinec, P, Pridal, P, Ramachers, Y, Remoto, A, Reyss, J, Richards, B, Riddle, C, Rukhadze, E, Saakyan, R, Salazar, R, Sarazin, X, Sedgbeer, J, Shitov, Y, Simard, L, Simkovic, F, Smetana, A, Smolek, K, Smolnikov, A, Soldner-Rembold, S, Soule, B, Stekl, I, Suhonen, J, Sutton, C, Szklarz, G, Tedjditi, H, Thomas, J, Timkin, V, Torre, S, Tretyak, V, Umatov, V, Vanushin, I, Vilela, C, Vorobel, V, Waters, D, Xie, F, and Zukauskas, A
- Subjects
Nuclear and High Energy Physics ,Physics - Instrumentation and Detectors ,Analytical chemistry ,Se ,Double beta decay ,Excited state ,Neutrino ,FOS: Physical sciences ,gamma ray: particle identification ,01 natural sciences ,NO ,High Energy Physics - Experiment ,High Energy Physics - Experiment (hep-ex) ,PE2_2 ,Neutrino Ettore Majorana Observatory ,0201 Astronomical and Space Sciences ,0103 physical sciences ,[PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex] ,82Se ,Double beta decay, Neutrino, 82Se, excited state ,[PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det] ,010306 general physics ,physics.ins-det ,0206 Quantum Physics ,Physics ,hep-ex ,010308 nuclear & particles physics ,double-beta decay ,Instrumentation and Detectors (physics.ins-det) ,State (functional analysis) ,krypton: nuclide ,Nuclear & Particles Physics ,0202 Atomic, Molecular, Nuclear, Particle and Plasma Physics ,selenium: nuclide ,nucleus: excited state ,experimental results - Abstract
The double-beta decay of 82Se to the 0 1 + excited state of 82Kr has been studied with the NEMO-3 detector using 0.93 kg of enriched 82Se measured for 4.75 y, corresponding to an exposure of 4.42 kg⋅y. A dedicated analysis to reconstruct the γ-rays has been performed to search for events in the 2e2γ channel. No evidence of a 2 ν β β decay to the 0 1 + state has been observed and a limit of T 1 / 2 2 ν ( Se 82 , 0 g s + → 0 1 + ) > 1.3 × 10 21 y at 90% CL has been set. Concerning the 0 ν β β decay to the 0 1 + state, a limit for this decay has been obtained with T 1 / 2 0 ν ( Se 82 , 0 g s + → 0 1 + ) > 2.3 × 10 22 y at 90% CL, independently from the 2 ν β β decay process. These results are obtained for the first time with a tracko-calo detector, reconstructing every particle in the final state.
- Published
- 2020
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