Projected sensitivity of the LUX-ZEPLIN experiment to the 0νββ decay of 136Xe

被引:28
作者
Akerib, D. S. [1 ,2 ]
Akerlof, C. W. [3 ]
Alqahtani, A. [4 ]
Alsum, S. K. [5 ]
Anderson, T. J. [1 ,2 ]
Angelides, N. [6 ]
Araujo, H. M. [7 ]
Armstrong, J. E. [8 ]
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Bai, X. [9 ]
Balajthy, J. [10 ]
Balashov, S. [11 ]
Bang, J. [4 ]
Baxter, A. [12 ]
Bensinger, J. [13 ]
Bernard, E. P. [14 ,15 ]
Bernstein, A. [16 ]
Bhatti, A. [8 ]
Biekert, A. [14 ,15 ]
Biesiadzinski, T. P. [1 ,2 ]
Birch, H. J. [12 ]
Boast, K. E. [17 ]
Boxer, B. [12 ]
Bras, P. [18 ]
Buckley, J. H. [19 ]
Bugaev, V. V. [19 ]
Burdin, S. [12 ]
Busenitz, J. K. [20 ]
Cabrita, R. [18 ]
Carels, C. [17 ]
Carlsmith, D. L. [5 ]
Carmona-Benitez, M. C. [21 ]
Cascella, M. [6 ]
Chan, C. [4 ]
Chott, N., I [9 ]
Cole, A. [15 ]
Cottle, A. [17 ,22 ]
Cutter, J. E. [10 ]
Dahl, C. E. [22 ,23 ]
de Viveiros, L. [21 ]
Dobson, J. E. Y. [6 ]
Druszkiewicz, E. [24 ]
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Eriksen, S. R. [25 ]
Fan, A. [1 ,2 ]
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Flaecher, H. [25 ]
Fraser, E. D. [12 ]
Fruth, T. [17 ]
Gaitskell, R. J. [4 ]
机构
[1] SLAC Natl Accelerator Lab, Menlo Pk, CA 94025 USA
[2] Stanford Univ, Kavli Inst Particle Astrophys & Cosmol, Stanford, CA 94305 USA
[3] Univ Michigan, Randall Lab Phys, Ann Arbor, MI 48109 USA
[4] Brown Univ, Dept Phys, Providence, RI 02912 USA
[5] Univ Wisconsin, Dept Phys, 1150 Univ Ave, Madison, WI 53706 USA
[6] Univ Coll London UCL, Dept Phys & Astron, London WC1E 6BT, England
[7] Imperial Coll London, Phys Dept, Blackett Lab, London SW7 2AZ, England
[8] Univ Maryland, Dept Phys, College Pk, MD 20742 USA
[9] South Dakota Sch Mines & Technol, Rapid City, SD 57701 USA
[10] Univ Calif Davis, Dept Phys, Davis, CA 95616 USA
[11] STFC Rutherford Appleton Lab RAL, Didcot OX11 0QX, Oxon, England
[12] Univ Liverpool, Dept Phys, Liverpool L69 7ZE, Merseyside, England
[13] Brandeis Univ, Dept Phys, Waltham, MA 02453 USA
[14] Univ Calif Berkeley, Dept Phys, Berkeley, CA 94720 USA
[15] Lawrence Berkeley Natl Lab, Berkeley, CA 94720 USA
[16] Lawrence Livermore Natl Lab, Livermore, CA 94550 USA
[17] Univ Oxford, Dept Phys, Oxford OX1 3RH, England
[18] Univ Coimbra, Lab Instrumentacao & Expt Particulas LIP, P-3004516 Coimbra, Portugal
[19] Washington Univ, Dept Phys, St Louis, MO 63130 USA
[20] Univ Alabama, Dept Phys & Astron, Tuscaloosa, AL 34587 USA
[21] Penn State Univ, Dept Phys, 104 Davey Lab, University Pk, PA 16802 USA
[22] Fermilab Natl Accelerator Lab, POB 500, Batavia, IL 60510 USA
[23] Northwestern Univ, Dept Phys & Astron, Evanston, IL 60208 USA
[24] Univ Rochester, Dept Phys & Astron, Rochester, NY 14627 USA
[25] Univ Bristol, HH Wills Phys Lab, Bristol BS8 1TL, Avon, England
[26] Brookhaven Natl Lab, Upton, NY 11973 USA
[27] Univ Calif Santa Barbara, Dept Phys, Santa Barbara, CA 93106 USA
[28] Univ Massachusetts, Dept Phys, Amherst, MA 01003 USA
[29] South Dakota Sci & Technol Author, Sanford Underground Res Facil, Lead, SD 57754 USA
[30] Royal Holloway Univ London, Dept Phys, Egham TW20 0EX, Surrey, England
[31] SUNY Albany, Dept Phys, Albany, NY 12222 USA
[32] Univ Sheffield, Dept Phys & Astron, Sheffield S3 7RH, S Yorkshire, England
[33] Univ Edinburgh, Sch Phys & Astron, SUPA, Edinburgh EH9 3FD, Midlothian, Scotland
[34] IBS Ctr Underground Phys CUP, Daejeon, South Korea
[35] Black Hills State Univ, Sch Nat Sci, Spearfish, SD 57799 USA
[36] Texas A&M Univ, Dept Phys & Astron, College Stn, TX 77843 USA
[37] Yale Univ, Dept Phys, New Haven, CT 06511 USA
基金
美国国家科学基金会; 英国科学技术设施理事会;
关键词
UNDERGROUND RESEARCH FACILITY; XENON;
D O I
10.1103/PhysRevC.102.014602
中图分类号
O57 [原子核物理学、高能物理学];
学科分类号
070202 ;
摘要
The LUX-ZEPLIN (LZ) experiment will enable a neutrinoless double beta decay search in parallel to the main science goal of discovering dark matter particle interactions. We report the expected LZ sensitivity to Xe-136 neutrinoless double beta decay, taking advantage of the significant (>600 kg) Xe-136 mass contained within the active volume of LZ without isotopic enrichment. After 1000 live-days, the median exclusion sensitivity to the half-life of Xe-136 is projected to be 1.06 x 10(26) years (90% confidence level), similar to existing constraints. We also report the expected sensitivity of a possible subsequent dedicated exposure using 90% enrichment with Xe-136 at 1.06 x 10(27) years.
引用
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Lindote, A. ;
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Lyashenko, A. ;
Malling, D. C. ;
Mannino, R. ;
McKinsey, D. N. ;
Mei, D. -M ;
Mock, J. ;
Morii, M. ;
Nelson, H. ;
Neves, F. ;
Nikkel, J. A. ;
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