Limits on Lorentz and CPT violation from double beta decay

被引:37
作者
Diaz, Jorge S. [1 ]
机构
[1] Indiana Univ, Dept Phys, Bloomington, IN 47405 USA
来源
PHYSICAL REVIEW D | 2014年 / 89卷 / 03期
关键词
SEARCH; OSCILLATIONS; INVARIANCE; SYMMETRY;
D O I
10.1103/PhysRevD.89.036002
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
Deviations from Lorentz and CPT invariance in the neutrino sector and their observable effects in double beta decay are studied. For two-neutrino double beta decay, a spectral distortion and its properties are characterized for different isotopes. Majorana couplings for Lorentz violation are studied and shown to trigger neutrinoless double beta decay even for negligible Majorana mass. Existing data are used to obtain first limits of 5 x 10(-9) for 18 individual coefficients, and attainable sensitivities in current and future experiments are presented.
引用
收藏
页数:7
相关论文
共 87 条
[1]   The MAJORANA Experiment [J].
Aalseth, C. E. ;
Aguayo, E. ;
Amman, M. ;
Avignone, F. T., III ;
Back, H. O. ;
Bai, X. ;
Barabash, A. S. ;
Barbeau, P. S. ;
Bergevin, M. ;
Bertrand, F. E. ;
Boswell, M. ;
Brudanin, V. ;
Bugg, W. ;
Burritt, T. H. ;
Busch, M. ;
Capps, G. ;
Chan, Y-D ;
Collar, J. I. ;
Cooper, R. J. ;
Creswick, R. ;
Detwiler, J. A. ;
Diaz, J. ;
Doe, P. J. ;
Efremenko, Yu ;
Egorov, V. ;
Ejiri, H. ;
Elliott, S. R. ;
Ely, J. ;
Esterline, J. ;
Farach, H. ;
Fast, J. E. ;
Fields, N. ;
Finnerty, P. ;
Fraenkle, F. M. ;
Gehman, V. M. ;
Giovanetti, G. K. ;
Green, M. ;
Guiseppe, V. E. ;
Gusey, K. ;
Hallin, A. L. ;
Harper, G. C. ;
Hazama, R. ;
Henning, R. ;
Hime, A. ;
Hong, H. ;
Hoppe, E. W. ;
Hossbach, T. W. ;
Howard, S. ;
Howe, M. A. ;
Johnson, R. A. .
NUCLEAR PHYSICS B-PROCEEDINGS SUPPLEMENTS, 2011, 217 :44-46
[2]   IGEX 76Ge neutrinoless double-beta decay experiment:: Prospects for next generation experiments -: art. no. 092007 [J].
Aalseth, CE ;
Avignone, FT ;
Brodzinski, RL ;
Cebrian, S ;
Garcia, E ;
Gonzalez, D ;
Hensley, WK ;
Irastorza, IG ;
Kirpichnikov, IV ;
Klimenko, AA ;
Miley, HS ;
Morales, A ;
Morales, J ;
de Solorzano, AO ;
Osetrov, SB ;
Pogosov, VS ;
Puimedon, J ;
Reeves, JH ;
Sarsa, ML ;
Smolnikov, AA ;
Starostin, AS ;
Tamanyan, AG ;
Vasenko, AA ;
Vasiliev, SI ;
Villar, JA .
PHYSICAL REVIEW D, 2002, 65 (09) :6
[3]   Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector [J].
Aartsen, M. G. ;
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguitar, J. A. ;
Alders, M. ;
Altmann, D. ;
Auffenberg, J. ;
Ba, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K-H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Boliaichuk, S. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H-P. ;
Brown, A. M. ;
Bruijn, R. ;
Brunner, J. ;
Carson, M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Cleverrnann, F. .
SCIENCE, 2013, 342 (6161) :947-+
[4]   First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube [J].
Aartsen, M. G. ;
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Altmann, D. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Bell, M. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
BenZvi, S. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohaichuk, S. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Bruijn, R. ;
Brunner, J. ;
Carson, M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (02)
[5]   Search for a Lorentz-violating sidereal signal with atmospheric neutrinos in IceCube [J].
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Abu-Zayyad, T. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Andeen, K. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Bay, R. ;
Alba, J. L. Bazo ;
Beattie, K. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Becker, J. K. ;
Becker, K. -H. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
BenZvi, S. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Buitink, S. ;
Carson, M. ;
Chirkin, D. ;
Christy, B. ;
Clem, J. ;
Clevermann, F. ;
Cohen, S. ;
Colnard, C. ;
Cowen, D. F. ;
D'Agostino, M. V. ;
Danninger, M. ;
Davis, J. C. ;
De Clercq, C. ;
Demiroers, L. ;
Depaepe, O. .
PHYSICAL REVIEW D, 2010, 82 (11)
[6]   First test of Lorentz violation with a reactor-based antineutrino experiment [J].
Abe, Y. ;
Aberle, C. ;
dos Anjos, J. C. ;
Bergevin, M. ;
Bernstein, A. ;
Bezerra, T. J. C. ;
Bezrukhov, L. ;
Blucher, E. ;
Bowden, N. S. ;
Buck, C. ;
Busenitz, J. ;
Cabrera, A. ;
Caden, E. ;
Camilleri, L. ;
Carr, R. ;
Cerrada, M. ;
Chang, P. -J. ;
Chimenti, P. ;
Classen, T. ;
Collin, A. P. ;
Conover, E. ;
Conrad, J. M. ;
Crespo-Anadon, J. I. ;
Crum, K. ;
Cucoanes, A. ;
D'Agostino, M. V. ;
Damon, E. ;
Dawson, J. V. ;
Dazeley, S. ;
Dietrich, D. ;
Djurcic, Z. ;
Dracos, M. ;
Durand, V. ;
Ebert, J. ;
Efremenko, Y. ;
Elnimr, M. ;
Erickson, A. ;
Fallot, M. ;
Fechner, M. ;
von Feilitzsch, F. ;
Felde, J. ;
Fischer, V. ;
Franco, D. ;
Franke, A. J. ;
Franke, M. ;
Furuta, H. ;
Gama, R. ;
Gil-Botella, I. ;
Giot, L. ;
Goeger-Neff, M. .
PHYSICAL REVIEW D, 2012, 86 (11)
[7]   Search for Lorentz invariance and CPT violation with muon antineutrinos in the MINOS Near Detector [J].
Adamson, P. ;
Ayres, D. S. ;
Barr, G. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, G. J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Cao, S. V. ;
Cavanaugh, S. ;
Childress, S. ;
Coelho, J. A. B. ;
Corwin, L. ;
Cronin-Hennessy, D. ;
Danko, I. Z. ;
de Jong, J. K. ;
Devenish, N. E. ;
Diwan, M. V. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Falk, E. ;
Feldman, G. J. ;
Frohne, M. V. ;
Gallagher, H. R. ;
Gomes, R. A. ;
Goodman, M. C. ;
Gouffon, P. ;
Graf, N. ;
Gran, R. ;
Grzelak, K. ;
Habig, A. ;
Hartnell, J. ;
Hatcher, R. ;
Himmel, A. ;
Holin, A. ;
Hylen, J. ;
Irwin, G. M. ;
Isvan, Z. ;
James, C. ;
Jensen, D. ;
Kafka, T. ;
Kasahara, S. M. S. ;
Koizumi, G. ;
Kopp, S. ;
Kordosky, M. ;
Kreymer, A. ;
Lang, K. ;
Ling, J. ;
Litchfield, P. J. ;
Loiacono, L. .
PHYSICAL REVIEW D, 2012, 85 (03)
[8]   Search for Lorentz Invariance and CPT Violation with the MINOS Far Detector [J].
Adamson, P. ;
Auty, D. J. ;
Ayres, D. S. ;
Backhouse, C. ;
Barr, G. ;
Barrett, W. L. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, G. J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Bower, C. ;
Budd, S. ;
Cavanaugh, S. ;
Cherdack, D. ;
Childress, S. ;
Choudhary, B. C. ;
Coelho, J. A. B. ;
Cobb, J. H. ;
Coleman, S. J. ;
Corwin, L. ;
Cravens, J. P. ;
Cronin-Hennessy, D. ;
Danko, I. Z. ;
de Jong, J. K. ;
Devenish, N. E. ;
Diwan, M. V. ;
Dorman, M. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Falk, E. ;
Feldman, G. J. ;
Frohne, M. V. ;
Gallagher, H. R. ;
Gomes, R. A. ;
Goodman, M. C. ;
Gouffon, P. ;
Gran, R. ;
Grant, N. ;
Grzelak, K. ;
Habig, A. ;
Harris, D. ;
Harris, P. G. ;
Hartnell, J. ;
Hatcher, R. ;
Himmel, A. ;
Holin, A. ;
Huang, X. ;
Hylen, J. ;
Ilic, J. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2010, 105 (15)
[9]   Testing Lorentz Invariance and CPT Conservation with NuMI Neutrinos in the MINOS Near Detector [J].
Adamson, P. ;
Andreopoulos, C. ;
Arms, K. E. ;
Armstrong, R. ;
Auty, D. J. ;
Ayres, D. S. ;
Baller, B. ;
Barr, G. ;
Barrett, W. L. ;
Becker, B. R. ;
Belias, A. ;
Bernstein, R. H. ;
Bhattacharya, D. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Bock, G. J. ;
Boehm, J. ;
Boehnlein, D. J. ;
Bogert, D. ;
Bower, C. ;
Buckley-Geer, E. ;
Cavanaugh, S. ;
Chapman, J. D. ;
Cherdack, D. ;
Childress, S. ;
Choudhary, B. C. ;
Coleman, S. J. ;
Culling, A. J. ;
de Jong, J. K. ;
Diwan, M. V. ;
Dorman, M. ;
Dytman, S. A. ;
Escobar, C. O. ;
Evans, J. J. ;
Harris, E. Falk ;
Feldman, G. J. ;
Frohne, M. V. ;
Gallagher, H. R. ;
Goodman, M. C. ;
Gouffon, P. ;
Gran, R. ;
Grashorn, E. W. ;
Grossman, N. ;
Grzelak, K. ;
Habig, A. ;
Harris, D. ;
Harris, P. G. ;
Hartnell, J. ;
Hatcher, R. ;
Heller, K. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 101 (15)
[10]   Results on Neutrinoless Double-β Decay of 76Ge from Phase I of the GERDA Experiment [J].
Agostini, M. ;
Allardt, M. ;
Andreotti, E. ;
Bakalyarov, A. M. ;
Balata, M. ;
Barabanov, I. ;
Heider, M. Barnabe ;
Barros, N. ;
Baudis, L. ;
Bauer, C. ;
Becerici-Schmidt, N. ;
Bellotti, E. ;
Belogurov, S. ;
Belyaev, S. T. ;
Benato, G. ;
Bettini, A. ;
Bezrukov, L. ;
Bode, T. ;
Brudanin, V. ;
Brugnera, R. ;
Budjas, D. ;
Caldwell, A. ;
Cattadori, C. ;
Chernogorov, A. ;
Cossavella, F. ;
Demidova, E. V. ;
Domula, A. ;
Egorov, V. ;
Falkenstein, R. ;
Ferella, A. ;
Freund, K. ;
Frodyma, N. ;
Gangapshev, A. ;
Garfagnini, A. ;
Gotti, C. ;
Grabmayr, P. ;
Gurentsov, V. ;
Gusev, K. ;
Guthikonda, K. K. ;
Hampel, W. ;
Hegai, A. ;
Heisel, M. ;
Hemmer, S. ;
Heusser, G. ;
Hofmann, W. ;
Hult, M. ;
Inzhechik, L. V. ;
Ioannucci, L. ;
Csathy, J. Janicsko ;
Jochum, J. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (12)