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. 2018 Mar 30;120(13):132501.
doi: 10.1103/PhysRevLett.120.132501.

First Results from CUORE: A Search for Lepton Number Violation via 0νββ Decay of ^{130}Te

C Alduino  1 , F Alessandria  2 , K Alfonso  3 , E Andreotti  4   5 , C Arnaboldi  6 , F T Avignone  1 , O Azzolini  7 , M Balata  8 , I Bandac  1 , T I Banks  9   10 , G Bari  11 , M Barucci  12   13 , J W Beeman  14 , F Bellini  15   16 , G Benato  9 , A Bersani  17 , D Biare  10 , M Biassoni  5 , F Bragazzi  17 , A Branca  18 , C Brofferio  5   6 , A Bryant  9   10 , A Buccheri  16 , C Bucci  8 , C Bulfon  16 , A Camacho  7 , A Caminata  17 , L Canonica  8   19 , X G Cao  20 , S Capelli  5   6 , M Capodiferro  16 , L Cappelli  8   9   10 , L Cardani  16 , M Cariello  17 , P Carniti  5   6 , M Carrettoni  5   6 , N Casali  16 , L Cassina  5   6 , R Cereseto  17 , G Ceruti  5 , A Chiarini  11 , D Chiesa  5   6 , N Chott  1 , M Clemenza  5   6 , D Conventi  7 , S Copello  17   21 , C Cosmelli  15   16 , O Cremonesi  5 , C Crescentini  11 , R J Creswick  1 , J S Cushman  22 , A D'Addabbo  8 , D D'Aguanno  8   23 , I Dafinei  16 , V Datskov  5 , C J Davis  22 , F Del Corso  11 , S Dell'Oro  8   24   25 , M M Deninno  11 , S Di Domizio  17   21 , M L Di Vacri  8   26 , L Di Paolo  10 , A Drobizhev  9   10 , L Ejzak  27 , R Faccini  15   16 , D Q Fang  20 , M Faverzani  5   6 , E Ferri  5 , F Ferroni  15   16 , E Fiorini  5   6 , M A Franceschi  28 , S J Freedman  9   10 , B K Fujikawa  10 , R Gaigher  5 , A Giachero  5   6 , L Gironi  5   6 , A Giuliani  29 , L Gladstone  19 , J Goett  8 , P Gorla  8 , C Gotti  5   6 , C Guandalini  11 , M Guerzoni  11 , T D Gutierrez  30 , E E Haller  14   31 , K Han  32 , E V Hansen  3   19 , K M Heeger  22 , R Hennings-Yeomans  9   10 , K P Hickerson  3 , H Z Huang  3 , M Iannone  16 , L Ioannucci  8 , R Kadel  33 , G Keppel  7 , L Kogler  9   10 , Yu G Kolomensky  9   10 , A Leder  19 , C Ligi  28 , K E Lim  22 , X Liu  3 , Y G Ma  20 , C Maiano  5   6 , M Maino  5   6 , L Marini  17   21 , M Martinez  15   16   34 , C Martinez Amaya  1 , R H Maruyama  22 , Y Mei  10 , N Moggi  11   35 , S Morganti  16 , P J Mosteiro  16 , S S Nagorny  8   25 , T Napolitano  28 , M Nastasi  5   6 , S Nisi  8 , C Nones  36 , E B Norman  37   38 , V Novati  29 , A Nucciotti  5   6 , I Nutini  8   25 , T O'Donnell  24 , M Olcese  17 , E Olivieri  12   13 , F Orio  16 , D Orlandi  8 , J L Ouellet  19 , C E Pagliarone  8   23 , M Pallavicini  17   21 , V Palmieri  7 , L Pattavina  8 , M Pavan  5   6 , M Pedretti  37 , R Pedrotta  18 , A Pelosi  16 , G Pessina  5 , V Pettinacci  16 , G Piperno  15   16 , C Pira  7 , S Pirro  8 , S Pozzi  5   6 , E Previtali  5 , F Reindl  16 , F Rimondi  11   35 , L Risegari  12   13 , C Rosenfeld  1 , C Rossi  17 , C Rusconi  1   8 , M Sakai  3 , E Sala  5   6 , C Salvioni  4   5 , S Sangiorgio  37 , D Santone  8   26 , D Schaeffer  5   6 , B Schmidt  10 , J Schmidt  3 , N D Scielzo  37 , V Singh  9 , M Sisti  5   6 , A R Smith  10 , F Stivanello  7 , L Taffarello  18 , L Tatananni  8 , M Tenconi  29 , F Terranova  5   6 , M Tessaro  18 , C Tomei  16 , G Ventura  12   13 , M Vignati  16 , S L Wagaarachchi  9   10 , J Wallig  39 , B S Wang  37   38 , H W Wang  20 , B Welliver  10 , J Wilson  1 , K Wilson  1 , L A Winslow  19 , T Wise  22   27 , L Zanotti  5   6 , C Zarra  8 , G Q Zhang  20 , B X Zhu  3 , S Zimmermann  39 , S Zucchelli  11   35 ; CUORE Collaboration
Affiliations
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First Results from CUORE: A Search for Lepton Number Violation via 0νββ Decay of ^{130}Te

C Alduino et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

The CUORE experiment, a ton-scale cryogenic bolometer array, recently began operation at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. The array represents a significant advancement in this technology, and in this work we apply it for the first time to a high-sensitivity search for a lepton-number-violating process: ^{130}Te neutrinoless double-beta decay. Examining a total TeO_{2} exposure of 86.3 kg yr, characterized by an effective energy resolution of (7.7±0.5) keV FWHM and a background in the region of interest of (0.014±0.002) counts/(keV kg yr), we find no evidence for neutrinoless double-beta decay. Including systematic uncertainties, we place a lower limit on the decay half-life of T_{1/2}^{0ν}(^{130}Te)>1.3×10^{25} yr (90% C.L.); the median statistical sensitivity of this search is 7.0×10^{24} yr. Combining this result with those of two earlier experiments, Cuoricino and CUORE-0, we find T_{1/2}^{0ν}(^{130}Te)>1.5×10^{25} yr (90% C.L.), which is the most stringent limit to date on this decay. Interpreting this result as a limit on the effective Majorana neutrino mass, we find m_{ββ}<(110-520) meV, where the range reflects the nuclear matrix element estimates employed.

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