Search for geo-neutrinos and rare nuclear processes with Borexino

被引：1

作者：

Caminata, Alessio ^{[1
]}

Davini, Stefano ^{[1
]}

Di Noto, Lea ^{[1
]}

Pallavicini, Marco ^{[1
,2
]}

Testera, Gemma ^{[1
]}

Zavatarelli, Sandra ^{[1
]}

机构：

[1] INFN Genova, Via Dodecanneso 33, I-16146 Genoa, Italy

[2] Phys Dept Genoa, Via Dodecanneso 33, I-16146 Genoa, Italy

来源：

INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS A | 2018年 / 33卷 / 09期

关键词：

Borexino; geo-neutrino; rare processes; STRONG CP PROBLEM; GAMMA-RAY BURSTS; SOLAR AXIONS; PARTICLES; DECAY; TRANSITION; INVARIANCE; CONVERSION; TELESCOPE; DETECTOR;

D O I：

10.1142/S0217751X18430091

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：

Borexino was designed to measure solar neutrinos in the MeV or sub-MeV energy range. The unprecedented radiopurity of the detector has allowed the detection of geo-neutrinos and the determination of competitive limits on the rate of rare or forbidden processes. In this paper, we review the basic principle of neutrinos and antineutrinos detection in Borexino and we describe the results of the geo-neutrinos measurements and their implications. Then we summarize the search for Borexino events correlated with gamma ray bursts and for axion induced signals, and the limits achieved on Pauli forbidden transitions and on the electron charge conservation.

引用

页数：41

共 101 条

[1] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect (vol 101, 251301, 2008) [J].

Aalseth, C. E. ;

Barbeau, P. S. ;

Cerdeno, D. G. ;

Colaresi, J. ;

Collar, J. I. ;

de Lurgio, P. ;

Drake, G. ;

Fast, J. E. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Orrell, J. L. ;

Reyna, D. ;

Robertson, R. G. H. ;

Talaga, R. L. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

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[2] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect [J].

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Colaresi, J. ;

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de Lurgio, P. ;

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Fast, J. E. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Orrell, J. L. ;

Reyna, D. ;

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Talaga, R. L. ;

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Gavrin, VN ;

Girin, SV ;

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Gurkina, PP ;

Zatsepin, GT ;

Ibragimova, TV ;

Kalikhov, AV ;

Knodel, TV ;

Mirmov, IN ;

Khairnasov, NG ;

Shikhin, AA ;

Yants, VE ;

Bowles, TJ ;

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[4] Precision measurement of neutrino oscillation parameters with KamLAND [J].

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Gando, Y. ;

Ichimura, K. ;

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Kishimoto, Y. ;

Koga, M. ;

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Minekawa, Y. ;

Mitsui, T. ;

Nakajima, K. ;

Nakamura, K. ;

Nakamura, M. ;

Owada, K. ;

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Shimizu, Y. ;

Shirai, J. ;

Suekane, F. ;

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Takemoto, Y. ;

Tamae, K. ;

Terashima, A. ;

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Yoshida, S. ;

Busenitz, J. ;

Classen, T. ;

Grant, C. ;

Keefer, G. ;

Leonard, D. S. ;

McKee, D. ;

Piepke, A. ;

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Detwiler, J. A. ;

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Arvidson, A ;

Badelek, B ;

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Bardin, G ;

Baum, G ;

Berglund, P ;

Betev, L ;

Bird, IG ;

Birsa, R ;

Bjorkholm, P ;

Bonner, BE ;

deBotton, N ;

Boutemeur, M ;

Bradamante, F ;

Bravar, A ;

Bressan, A ;

Bultmann, S ;

Burtin, E ;

Cavata, C ;

Crabb, D ;

Cranshaw, J ;

Cuhadar, T ;

DallaTorre, S ;

vanDantzig, R ;

Derro, B ;

Deshpande, A ;

Dhawan, S ;

Dulya, C ;

Dyring, A ;

Eichblatt, S ;

Faivre, JC ;

Fasching, D ;

Feinstein, F ;

Fernandez, C ;

Frois, B ;

Gallas, A ;

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Gaussiran, T ;

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vonGoeler, E ;

Gracia, G ;

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Perdekamp, MG ;

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Aumont, J. ;

Baccigalupi, C. ;

Banday, A. J. ;

Barreiro, R. B. ;

Bartlett, J. G. ;

Battaner, E. ;

Benabed, K. ;

Benoit, A. ;

Benoit-Levy, A. ;

Bernard, J. -P. ;

Bersanelli, M. ;

Bielewicz, P. ;

Bobin, J. ;

Bock, J. J. ;

Bonaldi, A. ;

Bond, J. R. ;

Borrill, J. ;

Bouchet, F. R. ;

Bridges, M. ;

Bucher, M. ;

Burigana, C. ;

Butler, R. C. ;

Calabrese, E. ;

Cappellini, B. ;

Cardoso, J. -F. ;

Catalano, A. ;

Challinor, A. ;

Chamballu, A. ;

Chary, R. -R. ;

Chen, X. ;

Chiang, H. C. ;

Chiang, L. -Y ;

Christensen, P. R. ;

Church, S. ;

Clements, D. L. ;

Colombi, S. ;

Colombo, L. P. L. ;

Couchot, F. ;

Coulais, A. ;

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[7] The Monte Carlo simulation of the Borexino detector [J].

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Altenmueller, K. ;

Appel, S. ;

Atroshchenko, V. ;

Bagdasarian, Z. ;

Basilico, D. ;

Bellini, G. ;

Benziger, J. ;

Bick, D. ;

Bonfini, G. ;

Borodikhina, L. ;

Bravo, D. ;

Caccianiga, B. ;

Calaprice, F. ;

Caminata, A. ;

Canepa, M. ;

Caprioli, S. ;

Carlini, M. ;

Cavalcante, P. ;

Chepurnov, A. ;

Choi, K. ;

D'Angelo, D. ;

Davini, S. ;

Derbin, A. ;

Ding, X. F. ;

Di Noto, L. ;

Drachnev, I. ;

Fomenko, K. ;

Formozov, A. ;

Franco, D. ;

Froborg, F. ;

Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

Ghiano, C. ;

Giammarchi, M. ;

Goeger-Neff, M. ;

Goretti, A. ;

Gromov, M. ;

Hagner, C. ;

Houdy, T. ;

Hungerford, E. ;

Ianni, Aldo ;

Ianni, Andrea ;

Jany, A. ;

Jeschke, D. ;

Kobychev, V. ;

Korablev, D. ;

Korga, G. ;

Kryn, D. ;

Laubenstein, M. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2018, 97 :136-159

[8] Seasonal modulation of the 7Be solar neutrino rate in Borexino [J].

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Atroshchenko, V. ;

Basilico, D. ;

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Benziger, J. ;

Bick, D. ;

Bonfini, G. ;

Borodikhina, L. ;

Bravo, D. ;

Caccianiga, B. ;

Calaprice, F. ;

Caminata, A. ;

Caprioli, S. ;

Carlini, M. ;

Cavalcante, P. ;

Chepurnov, A. ;

Choi, K. ;

D'Angelo, D. ;

Davini, S. ;

Derbin, A. ;

Ding, X. F. ;

Di Noto, L. ;

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Franco, D. ;

Froborg, F. ;

Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

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[9] Borexino's search for low-energy neutrino and antineutrino signals correlated with gamma-ray bursts [J].

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Bravo, D. ;

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Caminata, A. ;

Carlini, M. ;

Cavalcante, R. ;

Chepurnov, A. ;

Choi, K. ;

D'Angelo, D. ;

Davini, S. ;

de Kerret, H. ;

Derbin, A. ;

Di Noto, L. ;

Drachnev, I. ;

Etenko, A. ;

Fornenko, K. ;

Franco, D. ;

Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

Ghiano, C. ;

Giammarchi, M. ;

Goeger-Neff, M. ;

Goretti, A. ;

Gromov, M. ;

Hagner, C. ;

Hungerford, E. ;

Ianni, Aldo ;

Ianni, Andrea ;

Jany, A. ;

Jedrzejczak, K. ;

Jeschke, D. ;

Kobychev, V. ;

Korablev, D. ;

Korga, G. ;

Kryn, D. ;

Laubenstein, M. ;

Lehnert, B. ;

Litvinovich, E. ;

Lombardi, F. ;

Lombardi, P. ;

Lukyanchenko, G. ;

Machulin, I. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2017, 86 :11-17

[10] Test of Electric Charge Conservation with Borexino [J].

Agostini, M. ;

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Bravo, D. ;

Caccianiga, B. ;

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Cavalcante, P. ;

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D'Angelo, D. ;

Davini, S. ;

Derbin, A. ;

Di Noto, L. ;

Drachnev, I. ;

Empl, A. ;

Etenko, A. ;

Fomenko, K. ;

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Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

Ghiano, C. ;

Giammarchi, M. ;

Goeger-Neff, M. ;

Goretti, A. ;

Gromov, M. ;

Hagner, C. ;

Hungerford, E. ;

Ianni, Aldo ;

Ianni, Andrea ;

Jedrzejczak, K. ;

Kaiser, M. ;

Kobychev, V. ;

Korablev, D. ;

Korga, G. ;

Kryn, D. ;

Laubenstein, M. ;

Lehnert, B. ;

Litvinovich, E. ;

Lombardi, F. ;

Lombardi, P. ;

Ludhova, L. ;

Lukyanchenko, G. ;

Machulin, I. ;

Manecki, S. ;

Maneschg, W. ;

Marcocci, S. ;

Meroni, E. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (23)

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共 101 条

[1] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect (vol 101, 251301, 2008) [J].

Aalseth, C. E. ;

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de Lurgio, P. ;

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Fast, J. E. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Orrell, J. L. ;

Reyna, D. ;

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Talaga, R. L. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

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[2] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect [J].

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de Lurgio, P. ;

Drake, G. ;

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Hossbach, T. W. ;

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Marino, M. G. ;

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Talaga, R. L. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

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[3] Solar neutrino flux measurements by the Soviet-American gallium experiment (SAGE) for half the 22-year solar cycle [J].

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Veretenkin, EP ;

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Nakamura, M. ;

Owada, K. ;

Shimizu, I. ;

Shimizu, Y. ;

Shirai, J. ;

Suekane, F. ;

Suzuki, A. ;

Takemoto, Y. ;

Tamae, K. ;

Terashima, A. ;

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Yonezawa, E. ;

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Busenitz, J. ;

Classen, T. ;

Grant, C. ;

Keefer, G. ;

Leonard, D. S. ;

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Berglund, P ;

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Birsa, R ;

Bjorkholm, P ;

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Cavata, C ;

Crabb, D ;

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Derro, B ;

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Dhawan, S ;

Dulya, C ;

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Fasching, D ;

Feinstein, F ;

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Frois, B ;

Gallas, A ;

Garzon, JA ;

Gaussiran, T ;

Giorgi, M ;

vonGoeler, E ;

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deGroot, N ;

Perdekamp, MG ;

Gulmez, E ;

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[6] Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters [J].

Ade, P. A. R. ;

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Baccigalupi, C. ;

Banday, A. J. ;

Barreiro, R. B. ;

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Battaner, E. ;

Benabed, K. ;

Benoit, A. ;

Benoit-Levy, A. ;

Bernard, J. -P. ;

Bersanelli, M. ;

Bielewicz, P. ;

Bobin, J. ;

Bock, J. J. ;

Bonaldi, A. ;

Bond, J. R. ;

Borrill, J. ;

Bouchet, F. R. ;

Bridges, M. ;

Bucher, M. ;

Burigana, C. ;

Butler, R. C. ;

Calabrese, E. ;

Cappellini, B. ;

Cardoso, J. -F. ;

Catalano, A. ;

Challinor, A. ;

Chamballu, A. ;

Chary, R. -R. ;

Chen, X. ;

Chiang, H. C. ;

Chiang, L. -Y ;

Christensen, P. R. ;

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Clements, D. L. ;

Colombi, S. ;

Colombo, L. P. L. ;

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Bravo, D. ;

Caccianiga, B. ;

Calaprice, F. ;

Caminata, A. ;

Canepa, M. ;

Caprioli, S. ;

Carlini, M. ;

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Chepurnov, A. ;

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D'Angelo, D. ;

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Galbiati, C. ;

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Jany, A. ;

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ASTROPARTICLE PHYSICS, 2018, 97 :136-159

[8] Seasonal modulation of the 7Be solar neutrino rate in Borexino [J].

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Bonfini, G. ;

Borodikhina, L. ;

Bravo, D. ;

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Davini, S. ;

Derbin, A. ;

Ding, X. F. ;

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Fomenko, K. ;

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Gabriele, F. ;

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Laubenstein, M. ;

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Lombardi, F. .

ASTROPARTICLE PHYSICS, 2017, 92 :21-29

[9] Borexino's search for low-energy neutrino and antineutrino signals correlated with gamma-ray bursts [J].

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Di Noto, L. ;

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Gabriele, F. ;

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Ghiano, C. ;

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Laubenstein, M. ;

Lehnert, B. ;

Litvinovich, E. ;

Lombardi, F. ;

Lombardi, P. ;

Lukyanchenko, G. ;

Machulin, I. .

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[10] Test of Electric Charge Conservation with Borexino [J].

Agostini, M. ;

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Benziger, J. ;

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Caccianiga, B. ;

Calaprice, F. ;

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Chepurnov, A. ;

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Davini, S. ;

Derbin, A. ;

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Drachnev, I. ;

Empl, A. ;

Etenko, A. ;

Fomenko, K. ;

Franco, D. ;

Gabriele, F. ;

Galbiati, C. ;

Ghiano, C. ;

Giammarchi, M. ;

Goeger-Neff, M. ;

Goretti, A. ;

Gromov, M. ;

Hagner, C. ;

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Ianni, Aldo ;

Ianni, Andrea ;

Jedrzejczak, K. ;

Kaiser, M. ;

Kobychev, V. ;

Korablev, D. ;

Korga, G. ;

Kryn, D. ;

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Lehnert, B. ;

Litvinovich, E. ;

Lombardi, F. ;

Lombardi, P. ;

Ludhova, L. ;

Lukyanchenko, G. ;

Machulin, I. ;

Manecki, S. ;

Maneschg, W. ;

Marcocci, S. ;

Meroni, E. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (23)

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