Development of MMC-based lithium molybdate cryogenic calorimeters for AMoRE-II

Agrawal, A.; Alenkov, V. V.; Aryal, P.; Bae, H.; Beyer, J.; Bhandari, B.; Boiko, R. S.; Boonin, K.; Buzanov, O.; Byeon, C. R.; Chanthima, N.; Cheoun, M. K.; Choe, J. S.; Choi, S.; Choudhury, S.; Chung, J. S.; Danevich, F. A.; Djamal, M.; Drung, D.; Enss, C.; Fleischmann, A.; Gangapshev, A. M.; Gastaldo, L.; Gavrilyuk, Y. M.; Gezhaev, A. M.; Gileva, O.; Grigorieva, V. D.; Gurentsov, V. I.; Ha, C.; Ha, D. H.; Ha, E. J.; Hwnag, D. H.; Jeon, E. J.; Jeon, J. A.; Jo, H. S.; Kaewkhao, J.; Kang, C. S.; Kang, W. G.; Kazalov, V. V.; Kempf, S.; Khan, A.; Khan, S.; Kim, D. Y.; Kim, G. W.; Kim, H. B.; Kim, H. J.; Kim, H. J.; Kim, H. L.; Kim, H. S.; Kim, M. B.; Kim, S. C.; Kim, S. K.; Kim, S. R.; Kim, W. T.; Kim, Y. D.; Kim, Y. H.; Kirdsiri, K.; Ko, Y. J.; Kobychev, V. V.; Kornoukhov, V.; Kuzminov, V. V.; Kwon, D. H.; Lee, C. H.; Lee, D. Y.; Lee, E. K.; Lee, H. J.; Lee, H. S.; Lee, J.; Lee, J. Y.; Lee, K. B.; Lee, M. H.; Lee, M. K.; Lee, S. W.; Lee, Y. C.; Leonard, D. S.; Lim, H. S.; Mailyan, B.; Makarov, E. P.; Nyanda, P.; Oh, Y.; Olsen, S. L.; Panasenko, S. I.; Park, H. K.; Park, H. S.; Park, K. S.; Park, S. Y.; Polischuk, O. G.; Prihtiadi, H.; Ra, S.; Ratkevich, S. S.; Rooh, G.; Sari, M. B.; Seo, J.; Seo, K. M.; Sharma, B.; Shin, K. A.; Shlegel, V. N.; Siyeon, K.; So, J.; Sokur, N. V.; Son, J. K.; Song, J. W.; Srisittipokakun, N.; Tretyak, V. I.; Wirawan, R.; Woo, K. R.; Yeon, H. J.; Yoon, Y. S.; Yue, Q.

doi:10.1140/epjc/s10052-024-13498-8

상세 보기

Development of MMC-based lithium molybdate cryogenic calorimeters for AMoRE-II

Agrawal, A.;
Alenkov, V. V.;
Aryal, P.;
Bae, H.;
Beyer, J.;
... Cheoun, M. K.;
외 103명

Citations

WEB OF SCIENCE

4

Citations

SCOPUS

2

초록

The AMoRE collaboration searches for neutrinoless double beta decay of Mo-100 using molybdate scintillating crystals via low temperature thermal calorimetric detection. The early phases of the experiment, AMoREpilot and AMoRE-I, have demonstrated competitive discovery potential. Presently, the AMoRE-II experiment, featuring a large detector array with about 90 kg of Mo-100 isotope, is under construction. This paper discusses the baseline design and characterization of the lithium molybdate cryogenic calorimeters to be used in the AMoRE-II detector modules. The results from prototype setups that incorporate new housing structures and two different crystal masses (316 g and 517-521 g), operated at 10 mK temperature, show energy resolutions (FWHM) of 7.55-8.82 keV at the 2.615 MeV Tl-208 gamma line and effective light detection of 0.79-0.96 keV/MeV. The simultaneous heat and light detection enables clear separation of alpha particles with a discrimination power of 12.37-19.50 at the energy region around Li-6(n, alpha)H-3 with Q-value = 4.785 MeV. Promising detector performances were demonstrated at temperatures as high as 30 mK, which relaxes the temperature constraints for operating the large AMoRE-II array.

키워드

DOUBLE-BETA DECAY; MAGNETIC CALORIMETER; PURIFICATION; CRYSTALS

제목: Development of MMC-based lithium molybdate cryogenic calorimeters for AMoRE-II

저자: Agrawal, A.; Alenkov, V. V.; Aryal, P.; Bae, H.; Beyer, J.; Bhandari, B.; Boiko, R. S.; Boonin, K.; Buzanov, O.; Byeon, C. R.; Chanthima, N.; Cheoun, M. K.; Choe, J. S.; Choi, S.; Choudhury, S.; Chung, J. S.; Danevich, F. A.; Djamal, M.; Drung, D.; Enss, C.; Fleischmann, A.; Gangapshev, A. M.; Gastaldo, L.; Gavrilyuk, Y. M.; Gezhaev, A. M.; Gileva, O.; Grigorieva, V. D.; Gurentsov, V. I.; Ha, C.; Ha, D. H.; Ha, E. J.; Hwnag, D. H.; Jeon, E. J.; Jeon, J. A.; Jo, H. S.; Kaewkhao, J.; Kang, C. S.; Kang, W. G.; Kazalov, V. V.; Kempf, S.; Khan, A.; Khan, S.; Kim, D. Y.; Kim, G. W.; Kim, H. B.; Kim, H. J.; Kim, H. J.; Kim, H. L.; Kim, H. S.; Kim, M. B.; Kim, S. C.; Kim, S. K.; Kim, S. R.; Kim, W. T.; Kim, Y. D.; Kim, Y. H.; Kirdsiri, K.; Ko, Y. J.; Kobychev, V. V.; Kornoukhov, V.; Kuzminov, V. V.; Kwon, D. H.; Lee, C. H.; Lee, D. Y.; Lee, E. K.; Lee, H. J.; Lee, H. S.; Lee, J.; Lee, J. Y.; Lee, K. B.; Lee, M. H.; Lee, M. K.; Lee, S. W.; Lee, Y. C.; Leonard, D. S.; Lim, H. S.; Mailyan, B.; Makarov, E. P.; Nyanda, P.; Oh, Y.; Olsen, S. L.; Panasenko, S. I.; Park, H. K.; Park, H. S.; Park, K. S.; Park, S. Y.; Polischuk, O. G.; Prihtiadi, H.; Ra, S.; Ratkevich, S. S.; Rooh, G.; Sari, M. B.; Seo, J.; Seo, K. M.; Sharma, B.; Shin, K. A.; Shlegel, V. N.; Siyeon, K.; So, J.; Sokur, N. V.; Son, J. K.; Song, J. W.; Srisittipokakun, N.; Tretyak, V. I.; Wirawan, R.; Woo, K. R.; Yeon, H. J.; Yoon, Y. S.; Yue, Q.

DOI: 10.1140/epjc/s10052-024-13498-8

발행일: 2025-02

유형: Article

저널명: European Physical Journal C

권: 85

호: 2