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Journal articles
Result of the search for neutrinoless double-$\beta$ decay in $^{100}$Mo with the NEMO-3 experiment
R. Arnold
1
C. Augier
2
J. d. Baker
A. s. Barabash
A. Basharina-Freshville
S. Blondel
2
S. Blot
M. Bongrand
2
V. Brudanin
J. Busto
3
A. j. Caffrey
S. Calvez
2
C. Cerna
4
J. p. Cesar
A. Chapon
5
E. Chauveau
D. Duchesneau
6
D. Durand
5
V. Egorov
G. Eurin
2
J. j. Evans
L. Fajt
D. Filosofov
R. Flack
X. Garrido
H. Gómez
2
B. Guillon
5
P. Guzowski
R. Hodák
A. Huber
4
P. Hubert
4
C. Hugon
4
Sophie Jullian
2
A. Klimenko
O. Kochetov
S. i. Konovalov
V. Kovalenko
D. Lalanne
2
K. Lang
Y. Lemière
5
T. Le Noblet
6
Z. Liptak
P. Loaiza
2
G. Lutter
4
F. Mamedov
Catherine Marquet
4
F. Mauger
5
B. Morgan
J. Mott
I. Nemchenok
M. Nomachi
F. Nova
F. Nowacki
1
H. Ohsumi
R. b. Pahlka
F. Perrot
4
F. Piquemal
7, 4
P. Povinec
P. Přidal
Y. a. Ramachers
A. Remoto
6
J. l. Reyss
8, 9
B. Richards
C. l. Riddle
E. Rukhadze
R. Saakyan
X. Sarazin
2
Yu. Shitov
L. Simard
10, 2
F. Šimkovic
A. Smetana
K. Smolek
A. Smolnikov
S. Söldner-Rembold
B. Soulé
4
I. Štekl
J. Suhonen
C. s. Sutton
G. Szklarz
2
J. Thomas
V. Timkin
S. Torre
Vl. i. Tretyak
V. i. Tretyak
V. i. Umatov
I. Vanushin
C. Vilela
V. Vorobel
D. Waters
A. Žukauskas
9
OCEANIS - Océan et Interfaces
LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] : DRF/LSCE
A. Basharina-Freshville
Author
S. Blondel 2
Author
S. Blot
Author
M. Bongrand 2
Author IdHAL : mathieu-bongrand ORCID : https://orcid.org/0000-0001-5388-7635
D. Duchesneau 6
Author
D. Dominique Durand 5
Author Employer institution : Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS IdHAL : dominique-durand
V. Egorov
Author
G. Eurin 2
Author
X. Garrido
Author
H. Gómez 2
Author
B. Guillon 5
Author Employer institution : École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen
P. Guzowski
Author
V. Kovalenko
Author
D. Lalanne 2
Author
K. Lang
Author
Y. Lemière 5
Author Employer institution : Université de Caen Normandie
F. Mamedov
Author
Catherine Marquet 4
Author IdHAL : catherine-marquet
F. Mauger 5
Author Employer institution : Université de Caen Normandie IdHAL : fmauger
B. Morgan
Author
F. Nowacki 1
Author IdHAL : frederic-nowacki ORCID : https://orcid.org/0000-0002-7854-8717
H. Ohsumi
Author
R. b. Pahlka
Author
F. Perrot 4
Author
D. Waters
Author
A. Žukauskas
Author
1
IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (23 rue Loess - BP 28 67037 Strasbourg Cedex - France)
- UNISTRA - Université de Strasbourg (4 rue Blaise Pascal - CS 90032 - 67081 Strasbourg cedex - France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7178 (France)
2
LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (Centre Scientifique d'Orsay B.P. 34 91898 ORSAY Cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8607 (France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
- UP11 - Université Paris-Sud - Paris 11 (Bâtiment 300 - 91405 Orsay cedex - France)
3
CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille (163, avenue de Luminy - Case 902 - 13288 Marseille cedex 09 - France)
- AMU - Aix Marseille Université : UMR7346 / UMR6550 / UMR6450 / URA6450 (Aix-Marseille Université Jardins du Pharo 58 Boulevard Charles Livon 13284 Marseille cedex 7 - France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7346 / UMR6550 / UMR6450 / URA6450 (France)
4
CENBG - Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (Chemin du Solarium - BP 120 - 33175 Gradignan Cedex - France)
- Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (351 cours de la Libération - 33405 Talence cedex - France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5797 (France)
5
LPCC - Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (ENSICAEN - 6, boulevard du Marechal Juin 14050 Caen Cedex - France)
- UNICAEN - Université de Caen Normandie (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 CAEN Cedex 5 - France)
- NU - Normandie Université (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 Caen Cedex 5 - France)
- ENSICAEN - École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (6, Boulevard du Maréchal Juin CS 45053 14050 CAEN cedex 04 - France)
- NU - Normandie Université (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 Caen Cedex 5 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6534 (France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
6
LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (9 Chemin de Bellevue - BP 110 - 74941 Annecy-le-Vieux CEDEX - France - France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
- USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] - Université Savoie Mont Blanc (27, rue Marcoz - 73000 Chambéry - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5814 (France)
7
LSM - UMR 6417 - Laboratoire Souterrain de Modane (Carré Sciences 1125 route de Bardonnèche 73500 MODANE - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6417 (France)
- UGA [2016-2019] - Université Grenoble Alpes [2016-2019] (38058 Grenoble cedex - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DSM/IRFU (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- IN2P3 - Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (France)
8
LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (Bât. 12,
avenue de la Terrasse,
F-91198 GIF-SUR-YVETTE CEDEX
- France)
- INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers : UMR8212 (INSU-CNRS 3 rue Michel-Ange, 75794 Paris Cedex 16 - France)
- Université Paris-Saclay (Bâtiment Bréguet, 3 Rue Joliot Curie 2e ét, 91190 Gif-sur-Yvette - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8212 (France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/LSCE (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines : UMR8212 (55 avenue de Paris - 78035 Versailles cedex - France)
9
OCEANIS - Océan et Interfaces (LSCE. CEA Paris-Saclay. Orme des merisiers. 91190 Saint-Aubin. - France)
- LSCE - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] : DRF/LSCE (Bât. 12,
avenue de la Terrasse,
F-91198 GIF-SUR-YVETTE CEDEX
- France)
- INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers : UMR8212 (INSU-CNRS 3 rue Michel-Ange, 75794 Paris Cedex 16 - France)
- Université Paris-Saclay (Bâtiment Bréguet, 3 Rue Joliot Curie 2e ét, 91190 Gif-sur-Yvette - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8212 (France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DRF/LSCE (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
- UVSQ - Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines : UMR8212 (55 avenue de Paris - 78035 Versailles cedex - France)
10
IUF - Institut Universitaire de France (Maison des Universités 103 Boulevard Saint-Michel 75005 Paris - France)
- M.E.N.E.S.R. - Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (1 rue Descartes - 75231 Paris cedex 05 - France)
Abstract : The NEMO-3 detector, which had been operating in the Modane Underground Laboratory from 2003 to 2010, was designed to search for neutrinoless double $\beta$ ($0\nu\beta\beta$) decay. We report final results of a search for $0\nu\beta\beta$ decays with $6.914$ kg of $^{100}$Mo using the entire NEMO-3 data set with a detector live time of $4.96$ yr, which corresponds to an exposure of 34.3 kg$\cdot$yr. We perform a detailed study of the expected background in the $0\nu\beta\beta$ signal region and find no evidence of $0\nu\beta\beta$ decays in the data. The level of observed background in the $0\nu\beta\beta$ signal region $[2.8-3.2]$ MeV is $0.44 \pm 0.13$ counts/yr/kg, and no events are observed in the interval $[3.2-10]$ MeV. We therefore derive a lower limit on the half-life of $0\nu\beta\beta$ decays in $^{100}$Mo of $T_{1/2}(0\nu\beta\beta)> 1.1 \times 10^{24}$ yr at the $90\%$ Confidence Level, under the hypothesis of light Majorana neutrino exchange. Depending on the model used for calculating nuclear matrix elements, the limit for the effective Majorana neutrino mass lies in the range $\langle m_{\nu} \rangle < 0.33$--$0.62$ eV. We also report constraints on other lepton-number violating mechanisms for $0\nu\beta\beta$ decays.
Document type :
Journal articles
Complete list of metadata
http://hal.in2p3.fr/in2p3-01166055
Contributor : Danielle Cristofol Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Monday, January 13, 2020 - 3:04:32 PM
Last modification on : Monday, December 13, 2021 - 9:17:04 AM
Long-term archiving on: : Tuesday, April 14, 2020 - 6:14:34 PM
Contributor : Danielle Cristofol Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Monday, January 13, 2020 - 3:04:32 PM
Last modification on : Monday, December 13, 2021 - 9:17:04 AM
Long-term archiving on: : Tuesday, April 14, 2020 - 6:14:34 PM
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PhysRevD.92.072011.pdf
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Identifiers
- HAL Id : in2p3-01166055, version 1
- ARXIV : 1506.05825
- DOI : 10.1103/PhysRevD.92.072011
Collections
IN2P3 | DSM-IRFU | UVSQ | GRIFON | COMUE-NORMANDIE | CEA-UPSAY | LSCE | CEA-DRF | SITE-ALSACE | ENSICAEN | UNICAEN | IPHC | CEA | UNIV-SAVOIE | DRS-IPHC | CENBG | CPPM | LAL | LAPP | LPC-CAEN | CNRS | UNIV-AMU | INSU | LSCE-CEA | UGA | GS-ENGINEERING | GS-BIOSPHERA | GS-GEOSCIENCES
Citation
R. Arnold, C. Augier, J. d. Baker, A. s. Barabash, A. Basharina-Freshville, et al.. Result of the search for neutrinoless double-$\beta$ decay in $^{100}$Mo with the NEMO-3 experiment. Physical Review D, American Physical Society, 2015, 92 (7), ⟨10.1103/PhysRevD.92.072011⟩. ⟨in2p3-01166055⟩
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