9 research outputs found

    Present status of neutrinoless double beta decay searches

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    Several new generation experiments searching for neutrinoless double beta decay (0vbb) have become operational over the last five years. This report summarizes the present status of the experimental search and discusses peculiarities, challenges and reached half-life limits/sensitivities in these experiments. So far, no evidence for 0vbb has been found. Starting from the current situation, the paper addresses the question whether an experiment alone will be able to proof unambiguously 0vbb decay and which would be the key-requirements to succeed in this.Comment: Talk at NuPhys2016 conference, Barbican Centre, London, UK, December 12-14, 201

    Low-energy solar neutrino spectroscopy with Borexino : Towards the detection of the solar pep and CNO neutrino flux

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    Borexino ist ein großvolumiger Detektor, der mit organischem Flüssigszintillator von einer bisher noch nie erreichten geringen Eigenradioaktivität gefüllt ist und für die Echtzeitspektroskopie niederenergetischer Neutrinos konzipiert wurde. Neben dem Hauptziel des Experiments, der Messung des solaren 7Be Neutrinoflusses, wird auch der Nachweis von Sonnenneutrinos aus dem pep-Fusionsprozess und dem CNO-Zyklus angestrebt. Die Nachweisbarkeit dieser Neutrinos hängt von der erfolgreichen Unterdrückung aller relevanten Untergrundkomponenten ab. Die Identifizierung und Reduktion verschiedener Untergrundsignale ist das Hauptthema dieser Dissertation. Im ersten Teil der Arbeit werden myon-induzierte Untergründe analysiert. Der dominierende Untergrund ist das kosmogene Radioisotop 11C, dessen Rate ~10 mal höher ist als die erwartete pep- und CNO-Neutrinorate im bevorzugten Beobachtungsfenster von [0.8,1.3] MeV. Da 11C meistens unter Emission eines Neutrons entsteht, kann 11C über eine Dreifachkoinzidenz (DFK), bestehend aus dem Myon-Signal, dem Neutroneinfang und dem 11C-Zerfall identifiziert werden. Die DFK-Methode und weitere Techniken zur Unterdrückung von 11C wurden optimiert, dadurch wurde eine 11C-Unterdrückungseffizienz von 80% und ein Neutrino-zu-Untergrund-Verhältnis von 1:1.7 erreicht. Dabei geht 61% der Statistik verloren. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des externen Untergrundes. Vorwiegend langreichweitige 2.6 MeV Photonen, die durch 208Tl Zerfälle in den äußeren Detektorkomponenten emittiert werden, können den Szintillator im inneren Bereich des Detektor erreichen. Um die spektrale Form des externen Untergrundes zu bestimmen, wurde eine ~5 MBq 228Th-Quelle eigens angefertigt und damit erstmals eine externe Kalibration durchgeführt. Die gewonnenen Kalibrationsdaten werden zusammen mit den optimierten 11C-Unterdrückungsmethoden den direkten Nachweis solarer pep- und womöglich auch CNO-Neutrinos in Borexino ermöglichen

    Neutrino-less Double Beta Decay and Particle Physics

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    We review the particle physics aspects of neutrino-less double beta decay. This process can be mediated by light massive Majorana neutrinos (standard interpretation) or by something else (non-standard interpretations). The physics potential of both interpretations is summarized and the consequences of future measurements or improved limits on the half-life of neutrino-less double beta decay are discussed. We try to cover all proposed alternative realizations of the decay, including light sterile neutrinos, supersymmetric or left-right symmetric theories, Majorons, and other exotic possibilities. Ways to distinguish the mechanisms from one another are discussed. Experimental and nuclear physics aspects are also briefly touched, alternative processes to double beta decay are discussed, and an extensive list of references is provided.Comment: 96 pages, 38 figures. Published versio

    Modeling of GERDA Phase II data

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    The GERmanium Detector Array (GERDA) experiment at the Gran Sasso underground laboratory (LNGS) of INFN is searching for neutrinoless double-beta (0νββ0\nu\beta\beta) decay of 76^{76}Ge. The technological challenge of GERDA is to operate in a "background-free" regime in the region of interest (ROI) after analysis cuts for the full 100\,kg\cdotyr target exposure of the experiment. A careful modeling and decomposition of the full-range energy spectrum is essential to predict the shape and composition of events in the ROI around QββQ_{\beta\beta} for the 0νββ0\nu\beta\beta search, to extract a precise measurement of the half-life of the double-beta decay mode with neutrinos (2νββ2\nu\beta\beta) and in order to identify the location of residual impurities. The latter will permit future experiments to build strategies in order to further lower the background and achieve even better sensitivities. In this article the background decomposition prior to analysis cuts is presented for GERDA Phase II. The background model fit yields a flat spectrum in the ROI with a background index (BI) of 16.040.85+0.7810316.04^{+0.78}_{-0.85} \cdot 10^{-3}\,cts/(kg\cdotkeV\cdotyr) for the enriched BEGe data set and 14.680.52+0.4710314.68^{+0.47}_{-0.52} \cdot 10^{-3}\,cts/(kg\cdotkeV\cdotyr) for the enriched coaxial data set. These values are similar to the one of Gerda Phase I despite a much larger number of detectors and hence radioactive hardware components

    The Status of CONUS

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    The status of the CONUS coherent reactor neutrino scattering experiment will be presented
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