Exploring the keV-scale physics potential of CUORE
Notice bibliographique
Résumé
We present the analysis techniques developed to explore the keV-scale energy region of the Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE) experiment, based on more than 2 metric ton yr of data collected over five years. By prioritizing a stricter selection over a larger exposure, we are able to optimize data selection for thresholds at 10 keV and 3 keV with 691 kg yr and 11 kg yr of data, respectively. We study how the performance varies among the 988-detector array with different detector characteristics and data-taking conditions. We achieve an average baseline resolution of <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <a:mn>2.54</a:mn> <a:mo>±</a:mo> <a:mn>0.14</a:mn> <a:mtext> </a:mtext> <a:mtext> </a:mtext> <a:mi>keV</a:mi> </a:math> FWHM and <c:math xmlns:c="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <c:mn>1.18</c:mn> <c:mo>±</c:mo> <c:mn>0.02</c:mn> <c:mtext> </c:mtext> <c:mtext> </c:mtext> <c:mi>keV</c:mi> </c:math> FWHM for the data selection at 10 keV and 3 keV, respectively. The analysis methods employed reduce the overall background by about an order of magnitude, reaching <e:math xmlns:e="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <e:mrow> <e:mn>2.06</e:mn> <e:mo>±</e:mo> <e:mn>0.05</e:mn> <e:mtext> </e:mtext> <e:mtext> </e:mtext> <e:mi>counts</e:mi> <e:mo>/</e:mo> <e:mo stretchy="false">(</e:mo> <e:mi>keV</e:mi> <e:mtext> </e:mtext> <e:mi>kg</e:mi> <e:mtext> </e:mtext> <e:mi>days</e:mi> <e:mo stretchy="false">)</e:mo> </e:mrow> </e:math> and <i:math xmlns:i="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <i:mrow> <i:mn>16</i:mn> <i:mo>±</i:mo> <i:mn>2</i:mn> <i:mtext> </i:mtext> <i:mtext> </i:mtext> <i:mi>counts</i:mi> <i:mo>/</i:mo> <i:mo stretchy="false">(</i:mo> <i:mi>keV</i:mi> <i:mtext> </i:mtext> <i:mi>kg</i:mi> <i:mtext> </i:mtext> <i:mi>days</i:mi> <i:mo stretchy="false">)</i:mo> </i:mrow> </i:math> at the thresholds of 10 keV and 3 keV. We evaluate for the first time the near-threshold reconstruction efficiencies of the CUORE experiment, and find these to be <m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <m:mn>50</m:mn> <m:mo>±</m:mo> <m:mn>2</m:mn> <m:mo>%</m:mo> </m:math> and <o:math xmlns:o="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <o:mn>26</o:mn> <o:mo>±</o:mo> <o:mn>4</o:mn> <o:mo>%</o:mo> </o:math> at 10 keV and 3 keV, respectively. This analysis provides crucial insights into rare decay studies, new physics searches, and keV-scale background modeling with CUORE. We demonstrate that ton-scale cryogenic calorimeters can operate across a wide energy range, from keV to MeV, establishing their scalability as versatile detectors for rare event and dark matter physics. These findings also inform the optimization of future large mass cryogenic calorimeters to enhance the sensitivity to low-energy phenomena.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».