DOE OSTI · 3003702
Search for Fractionally Charged Particles with CUORE
Abstract
The Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE) is a detector array comprised by 988 5 cm × 5 cm × 5 cm TeO 2 crystals held below 20 mK, primarily searching for neutrinoless double-beta decay in 130 Te. Unprecedented in size among cryogenic calorimetric experiments, CUORE provides a promising setting for the study of exotic throughgoing particles. Using the first tonne year of CUORE’s exposure, we perform a search for hypothesized fractionally charged particles (FCPs), which are well-motivated by various standard model extensions and would have suppressed interactions with matter. Across the searched range of charges 𝑒/24−𝑒/2 no excess of FCP candidate tracks is observed over background, setting leading limits on the underground FCP flux with charges 𝑒/24 −𝑒/5 at 90% confidence level. Using the low background environment and segmented geometry of CUORE, we establish the sensitivity of tonne-scale subkelvin detectors to diverse signatures of new physics.
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Adams, D. Q. [University of South Carolina], Alduino, C. [University of South Carolina], Alfonso, K. [Virginia Polytechnic Institute and State University], Avignone, F. T. [University of South Carolina], Azzolini, O. [INFN—Laboratori Nazionali di Legnaro], Bari, G. [INFN—Sezione di Bologna], Bellini, F. [Sapienza Università di Roma; INFN—Sezione di Roma], Benato, G. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Beretta, M. [University of California], Biassoni, M. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], Branca, A. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Brofferio, C. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Bucci, C. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso] (ORCID:0000000245282924), Camilleri, J. [Virginia Polytechnic Institute and State University], Caminata, A. [INFN—Sezione di Genova], Campani, A. [Università di Genova; INFN—Sezione di Genova], Cao, J. [Fudan University], Capelli, S. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Capelli, C. [Lawrence Berkeley National Laboratory], Cappelli, L. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Cardani, L. [INFN—Sezione di Roma], Carniti, P. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Casali, N. [INFN—Sezione di Roma], Celi, E. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Chiesa, D. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Clemenza, M. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], Copello, S. [INFN—Sezione di Pavia], Cremonesi, O. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], Creswick, R. J. [University of South Carolina], D’Addabbo, A. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Dafinei, I. [INFN—Sezione di Roma], Del Corso, F. [Alma Mater Studiorum—Università di Bologna; INFN—Sezione di Bologna], Dell’Oro, S. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Di Domizio, S. [Università di Genova; INFN—Sezione di Genova], Di Lorenzo, S. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Dixon, T. [Université Paris-Saclay], Dompè, V. [Sapienza Università di Roma; INFN—Sezione di Roma], Fang, D. Q. [Fudan University], Fantini, G. [Sapienza Università di Roma; INFN—Sezione di Roma], Faverzani, M. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Ferri, E. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], Ferroni, F. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Sezione di Roma], Fiorini, E. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Franceschi, M. A. [INFN—Laboratori Nazionali di Frascati], Freedman, S. J. [Lawrence Berkeley National Laboratory; University of California], Fu, S. H. [Fudan University; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Fujikawa, B. K. [Lawrence Berkeley National Laboratory], Ghislandi, S. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Giachero, A. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Girola, M. [Università di Milano-Bicocca], Gironi, L. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Giuliani, A. [Université Paris-Saclay], Gorla, P. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Gotti, C. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], Guillaumon, P. V. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Gutierrez, T. D. [California Polytechnic State University], Han, K. [Shanghai Jiao Tong University; Shanghai Laboratory for Particle Physics and Cosmology], Hansen, E. V. [University of California], Heeger, K. M. [Yale University], Helis, D. L. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Huang, H. Z. [University of California], Keppel, G. [INFN—Laboratori Nazionali di Legnaro], Kolomensky, Yu. G. [University of California; Lawrence Berkeley National Laboratory], Kowalski, R. [The Johns Hopkins University], Liu, R. [Yale University], Ma, L. [Fudan University; University of California], Ma, Y. G. [Fudan University], Marini, L. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Maruyama, R. H. [Yale University], Mayer, D. [Massachusetts Institute of Technology], Mei, Y. [Lawrence Berkeley National Laboratory], Moore, M. N. [Yale University], Napolitano, T. [INFN—Laboratori Nazionali di Frascati], Nastasi, M. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Nones, C. [Université Paris-Saclay], Norman, E. B. [University of California], Nucciotti, A. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Nutini, I. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], O’Donnell, T. [Virginia Polytechnic Institute and State University], Olmi, M. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Oregui, B. T. [The Johns Hopkins University], Ouellet, J. L. [Massachusetts Institute of Technology], Pagan, S. [Yale University], Pagliarone, C. E. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso; Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale], Pagnanini, L. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Pallavicini, M. [Università di Genova; INFN—Sezione di Genova], Pattavina, L. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Pavan, M. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Pessina, G. [INFN—Sezione di Milano Bicocca], Pettinacci, V. [INFN—Sezione di Roma], Pira, C. [INFN—Laboratori Nazionali di Legnaro], Pirro, S. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Pottebaum, E. G. [Yale University], Pozzi, S. [INFN—Sezione di Milano Bicocca; Università di Milano-Bicocca], Previtali, E. [Università di Milano-Bicocca; INFN—Sezione di Milano Bicocca], Puiu, A. [INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Quitadamo, S. [Gran Sasso Science Institute; INFN—Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Ressa, A. [Sapienza Università di Roma; INFN—Sezione di Roma], Rosenfeld, C. [University of South Carolina], Schmidt, B. [Université Paris-Saclay]. 2024-12-12. Search for Fractionally Charged Particles with CUORE. https://doi.org/10.1103/physrevlett.133.241801
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