DOE OSTI · 3004040
A gravity-based mounting approach for large-scale cryogenic calorimeter arrays
Abstract
Cryogenic calorimeters are among the leading technologies for searching for rare events. The CUPID experiment is exploiting this technology to deploy a tonne-scale detector to search for neutrinoless double-beta decay of 100 Mo. The CUPID collaboration proposed an innovative approach to assembling cryogenic calorimeters in a stacked configuration, held in position solely by gravity. This gravity-based assembly method is unprecedented in the field of cryogenic calorimeters and offers several advantages, including relaxed mechanical tolerances and simplified construction. To assess and optimize its performance, we constructed a medium-scale prototype hosting 28 Li 2 MoO 4 crystals and 30 Ge light detectors, both operated as cryogenic calorimeters at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso (Italy). Despite an unexpected excess of noise in the light detectors, the results of this test proved (i) a thermal stability better than ±0.5 mK at 10 mK, (ii) a good energy resolution of Li 2 MoO 4 cryogenic calorimeters, (6.6 ± 2.2) keV FWHM at 2615 keV, and (iii) a Li 2 MoO 4 light yield measured by the closest light detector of 0.36 keV/MeV, sufficient to guarantee the particle identification requested by CUPID.
Explore related subjects
Keep this discovery
Explore connections, maps & timelines
Alfonso, K. [Virginia Polytechnic Inst. and State Univ. (Virginia Tech), Blacksburg, VA (United States); Univ. of California, Los Angeles, CA (United States); CUPID Collaboration; et al.], Armatol, A. [Lawrence Berkeley National Laboratory; IP2I-Lyon, University of Lyon], Augier, C. [Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon], Avignone, F. T. [University of South Carolina], Azzolini, O. [INFN Laboratori Nazionali di Legnaro], Barabash, A. S. [Kurchatov Complex of Theoretical and Experimental Physics], Bari, G. [INFN Sezione di Bologna], Barresi, A. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Baudin, D. [Université Paris-Saclay], Bellini, F. [INFN Sezione di Roma; Sapienza University of Rome], Benato, G. [Gran Sasso Science Institute; INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Benussi, L. [INFN Laboratori Nazionali di Frascati], Berest, V. [Université Paris-Saclay], Beretta, M. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Bergé, L. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Bettelli, M. [CNR-Institute for Microelectronics and Microsystems], Biassoni, M. [INFN Sezione di Milano-Bicocca], Billard, J. [Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon], Boffelli, F. [INFN Sezione di Pavia; University of Pavia], Boldrini, V. [INFN Sezione di Bologna; CNR-Institute for Microelectronics and Microsystems], Brandani, E. D. [University of California, Berkeley], Brofferio, C. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Bucci, C. [INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Buchynska, M. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Camilleri, J. [Virginia Polytechnic Institute and State University], Campani, A. [INFN Sezione di Genova; University of Genova], Cao, J. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab; Fudan University], Capelli, C. [Lawrence Berkeley National Laboratory; Physik-Institut, University of Zürich], Capelli, S. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Caracciolo, V. [Rome Tor Vergata University; INFN sezione di Roma Tor Vergata], Cardani, L. [INFN Sezione di Roma], Carniti, P. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Casali, N. [INFN Sezione di Roma], Celi, E. [Northwestern University], Chang, C. [Argonne National Laboratory], Chapellier, M. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Chen, H. [Fudan University], Chiesa, D. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Cintas, D. [Université Paris-Saclay; Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Clemenza, M. [INFN Sezione di Milano-Bicocca], Colantoni, I. [INFN Sezione di Roma; CNR-Institute of Nanotechnology], 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], Danevich, F. A. [INFN sezione di Roma Tor Vergata; Institute for Nuclear Research of NASU], De Dominicis, F. [Gran Sasso Science Institute; INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], De Jesus, M. [Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon], De Marcillac, P. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Dell’Oro, S. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Di Domizio, S. [INFN Sezione di Genova; University of Genova], Lorenzo, S. Di [INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Dompe, V. [INFN Sezione di Roma; INFN Laboratori Nazionali di Frascati], Drobizhev, A. [Lawrence Berkeley National Laboratory], Dumoulin, L. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Fantini, G. [INFN Sezione di Roma; Sapienza University of Rome], Idrissi, M. El [INFN Laboratori Nazionali di Legnaro], Faverzani, M. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Ferri, E. [INFN Sezione di Milano-Bicocca], Ferri, F. [Université Paris-Saclay], Ferroni, F. [INFN Sezione di Roma; Gran Sasso Science Institute], Figueroa-Feliciano, E. [Northwestern University], Formaggio, J. [Massachusetts Institute of Technology], Franceschi, A. [INFN Laboratori Nazionali di Frascati], Fu, S. [INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Fujikawa, B. K. [Lawrence Berkeley National Laboratory], Gascon, J. [Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon], Ghislandi, S. [Gran Sasso Science Institute; INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Giachero, A. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Girola, M. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Gironi, L. [Università degli Studi di Milano-Bicocca; INFN Sezione di Milano-Bicocca], Giuliani, A. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Gorla, P. [INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Gotti, C. [INFN Sezione di Milano-Bicocca], Grant, C. [Boston University], Gras, P. [Université Paris-Saclay], Guillaumon, P. V. [INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso; Instituto de Física, Universidade de São Paulo, Brazil and Max-Planck-Institut für Physik], Gutierrez, T. D. [California Polytechnic State University], Han, K. [Shanghai Jiao Tong University], Hansen, E. V. [University of California, Berkeley], Heeger, K. M. [Yale University], Helis, D. L. [INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso], Huang, H. Z. [University of California; Fudan University], Hurst, M. T. [University of Pittsburgh], Imbert, L. [INFN Sezione di Milano-Bicocca; Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Juillard, A. [Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon], Karapetrov, G. [Drexel University], Keppel, G. [INFN Laboratori Nazionali di Legnaro], Khalife, H. [Université Paris-Saclay], Kobychev, V. V. [Institute for Nuclear Research of NASU], Kolomensky, Yu. G. [Lawrence Berkeley National Laboratory; University of California, Berkeley], Kowalski, R. [Johns Hopkins University], Lattaud, H. [Univ Lyon, Université Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I-Lyon], Lefevre, M. [Université Paris-Saclay], Lisovenko, M. [Argonne National Laboratory], Liu, R. [Yale University], Liu, Y. [Beijing Normal University], Loaiza, P. [Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab], Ma, L. [Fudan University]. 2025-09-02. A gravity-based mounting approach for large-scale cryogenic calorimeter arrays. https://doi.org/10.1140/epjc%2Fs10052-025-14613-z
Cite the original work for its findings. Save a collection to share your selection of sources.