Cover Image

Data-driven background model for the CUORE experiment

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	CUORE Collaboration, Adams, D. Q., Alduino, C., Alfonso, K., Avignone III, F. T., Azzolini, O., Bari, G., Bellini, F., Benato, G., Beretta, M., Biassoni, M., Branca, A., Brofferio, C., Bucci, C., Camilleri, J., Caminata, A., Campani, A., Cao, J., Capelli, S., Capelli, C., Cappelli, L., Cardani, L., Carniti, P., Casali, N., Celi, E., Chiesa, D., Clemenza, M., Cremonesi, O., Creswick, R. J., D'Addabbo, A., Dafinei, I., Del Corso, F., Dell'Oro, S., Di Domizio, S., Di Lorenzo, S., Dixon, T., Dompè, V., Fang, D. Q., Fantini, G., Faverzani, M., Ferri, E., Ferroni, F., Fiorini, E., Franceschi, M. A., Freedman, S. J., Fu, S. H., Fujikawa, B. K., Ghislandi, S., Giachero, A., Girola, M., Gironi, L., Giuliani, A., Gorla, P., Gotti, C., Guillaumon, P. V., Gutierrez, T. D., Han, K., Hansen, E. V., Heeger, K. M., Helis, D. L., Huang, H. Z., Keppel, G., Kolomensky, Yu. G., Kowalski, R., Liu, R., Ma, L., Ma, Y. G., Marini, L., Maruyama, R. H., Mayer, D., Mei, Y., Moore, M. N., Napolitano, T., Nastasi, M., Nones, C., Norman, E. B., Nucciotti, A., Nutini, I., O'Donnell, T., Olmi, M., Oregui, B. T., Ouellet, J. L., Pagan, S., Pagliarone, C. E., Pagnanini, L., Pallavicini, M., Pattavina, L., Pavan, M., Pessina, G., Pettinacci, V., Pira, C., Pirro, S., Ponce, I., Pottebaum, E. G., Pozzi, S., Previtali, E., Puiu, A., Quitadamo, S., Ressa, A., Rosenfeld, C., Schmidt, B., Sharma, V., Singh, V., Sisti, M., Speller, D., Surukuchi, P. T., Taffarello, L., Tomei, C., Torres, J. A, Vetter, K. J., Vignati, M., Wagaarachchi, S. L., Welliver, B., Wilson, J., Wilson, K., Winslow, L. A., Zimmermann, S., Zucchelli, S.
Format:	Preprint
Published:	2024
Subjects:	Nuclear Experiment Instrumentation and Methods for Astrophysics Instrumentation and Detectors
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866914950907166720
author	CUORE Collaboration Adams, D. Q. Alduino, C. Alfonso, K. Avignone III, F. T. Azzolini, O. Bari, G. Bellini, F. Benato, G. Beretta, M. Biassoni, M. Branca, A. Brofferio, C. Bucci, C. Camilleri, J. Caminata, A. Campani, A. Cao, J. Capelli, S. Capelli, C. Cappelli, L. Cardani, L. Carniti, P. Casali, N. Celi, E. Chiesa, D. Clemenza, M. Cremonesi, O. Creswick, R. J. D'Addabbo, A. Dafinei, I. Del Corso, F. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, S. Dixon, T. Dompè, V. Fang, D. Q. Fantini, G. Faverzani, M. Ferri, E. Ferroni, F. Fiorini, E. Franceschi, M. A. Freedman, S. J. Fu, S. H. Fujikawa, B. K. Ghislandi, S. Giachero, A. Girola, M. Gironi, L. Giuliani, A. Gorla, P. Gotti, C. Guillaumon, P. V. Gutierrez, T. D. Han, K. Hansen, E. V. Heeger, K. M. Helis, D. L. Huang, H. Z. Keppel, G. Kolomensky, Yu. G. Kowalski, R. Liu, R. Ma, L. Ma, Y. G. Marini, L. Maruyama, R. H. Mayer, D. Mei, Y. Moore, M. N. Napolitano, T. Nastasi, M. Nones, C. Norman, E. B. Nucciotti, A. Nutini, I. O'Donnell, T. Olmi, M. Oregui, B. T. Ouellet, J. L. Pagan, S. Pagliarone, C. E. Pagnanini, L. Pallavicini, M. Pattavina, L. Pavan, M. Pessina, G. Pettinacci, V. Pira, C. Pirro, S. Ponce, I. Pottebaum, E. G. Pozzi, S. Previtali, E. Puiu, A. Quitadamo, S. Ressa, A. Rosenfeld, C. Schmidt, B. Sharma, V. Singh, V. Sisti, M. Speller, D. Surukuchi, P. T. Taffarello, L. Tomei, C. Torres, J. A Vetter, K. J. Vignati, M. Wagaarachchi, S. L. Welliver, B. Wilson, J. Wilson, K. Winslow, L. A. Zimmermann, S. Zucchelli, S.
author_facet	CUORE Collaboration Adams, D. Q. Alduino, C. Alfonso, K. Avignone III, F. T. Azzolini, O. Bari, G. Bellini, F. Benato, G. Beretta, M. Biassoni, M. Branca, A. Brofferio, C. Bucci, C. Camilleri, J. Caminata, A. Campani, A. Cao, J. Capelli, S. Capelli, C. Cappelli, L. Cardani, L. Carniti, P. Casali, N. Celi, E. Chiesa, D. Clemenza, M. Cremonesi, O. Creswick, R. J. D'Addabbo, A. Dafinei, I. Del Corso, F. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, S. Dixon, T. Dompè, V. Fang, D. Q. Fantini, G. Faverzani, M. Ferri, E. Ferroni, F. Fiorini, E. Franceschi, M. A. Freedman, S. J. Fu, S. H. Fujikawa, B. K. Ghislandi, S. Giachero, A. Girola, M. Gironi, L. Giuliani, A. Gorla, P. Gotti, C. Guillaumon, P. V. Gutierrez, T. D. Han, K. Hansen, E. V. Heeger, K. M. Helis, D. L. Huang, H. Z. Keppel, G. Kolomensky, Yu. G. Kowalski, R. Liu, R. Ma, L. Ma, Y. G. Marini, L. Maruyama, R. H. Mayer, D. Mei, Y. Moore, M. N. Napolitano, T. Nastasi, M. Nones, C. Norman, E. B. Nucciotti, A. Nutini, I. O'Donnell, T. Olmi, M. Oregui, B. T. Ouellet, J. L. Pagan, S. Pagliarone, C. E. Pagnanini, L. Pallavicini, M. Pattavina, L. Pavan, M. Pessina, G. Pettinacci, V. Pira, C. Pirro, S. Ponce, I. Pottebaum, E. G. Pozzi, S. Previtali, E. Puiu, A. Quitadamo, S. Ressa, A. Rosenfeld, C. Schmidt, B. Sharma, V. Singh, V. Sisti, M. Speller, D. Surukuchi, P. T. Taffarello, L. Tomei, C. Torres, J. A Vetter, K. J. Vignati, M. Wagaarachchi, S. L. Welliver, B. Wilson, J. Wilson, K. Winslow, L. A. Zimmermann, S. Zucchelli, S.
contents	We present the model we developed to reconstruct the CUORE radioactive background based on the analysis of an experimental exposure of 1038.4 kg yr. The data reconstruction relies on a simultaneous Bayesian fit applied to energy spectra over a broad energy range. The high granularity of the CUORE detector, together with the large exposure and extended stable operations, allow for an in-depth exploration of both spatial and time dependence of backgrounds. We achieve high sensitivity to both bulk and surface activities of the materials of the setup, detecting levels as low as 10 nBq kg$^{-1}$ and 0.1 nBq cm$^{-2}$, respectively. We compare the contamination levels we extract from the background model with prior radio-assay data, which informs future background risk mitigation strategies. The results of this background model play a crucial role in constructing the background budget for the CUPID experiment as it will exploit the same CUORE infrastructure.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2405_17937
institution	arXiv
publishDate	2024
record_format	arxiv
spellingShingle	Data-driven background model for the CUORE experiment CUORE Collaboration Adams, D. Q. Alduino, C. Alfonso, K. Avignone III, F. T. Azzolini, O. Bari, G. Bellini, F. Benato, G. Beretta, M. Biassoni, M. Branca, A. Brofferio, C. Bucci, C. Camilleri, J. Caminata, A. Campani, A. Cao, J. Capelli, S. Capelli, C. Cappelli, L. Cardani, L. Carniti, P. Casali, N. Celi, E. Chiesa, D. Clemenza, M. Cremonesi, O. Creswick, R. J. D'Addabbo, A. Dafinei, I. Del Corso, F. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, S. Dixon, T. Dompè, V. Fang, D. Q. Fantini, G. Faverzani, M. Ferri, E. Ferroni, F. Fiorini, E. Franceschi, M. A. Freedman, S. J. Fu, S. H. Fujikawa, B. K. Ghislandi, S. Giachero, A. Girola, M. Gironi, L. Giuliani, A. Gorla, P. Gotti, C. Guillaumon, P. V. Gutierrez, T. D. Han, K. Hansen, E. V. Heeger, K. M. Helis, D. L. Huang, H. Z. Keppel, G. Kolomensky, Yu. G. Kowalski, R. Liu, R. Ma, L. Ma, Y. G. Marini, L. Maruyama, R. H. Mayer, D. Mei, Y. Moore, M. N. Napolitano, T. Nastasi, M. Nones, C. Norman, E. B. Nucciotti, A. Nutini, I. O'Donnell, T. Olmi, M. Oregui, B. T. Ouellet, J. L. Pagan, S. Pagliarone, C. E. Pagnanini, L. Pallavicini, M. Pattavina, L. Pavan, M. Pessina, G. Pettinacci, V. Pira, C. Pirro, S. Ponce, I. Pottebaum, E. G. Pozzi, S. Previtali, E. Puiu, A. Quitadamo, S. Ressa, A. Rosenfeld, C. Schmidt, B. Sharma, V. Singh, V. Sisti, M. Speller, D. Surukuchi, P. T. Taffarello, L. Tomei, C. Torres, J. A Vetter, K. J. Vignati, M. Wagaarachchi, S. L. Welliver, B. Wilson, J. Wilson, K. Winslow, L. A. Zimmermann, S. Zucchelli, S. Nuclear Experiment Instrumentation and Methods for Astrophysics Instrumentation and Detectors We present the model we developed to reconstruct the CUORE radioactive background based on the analysis of an experimental exposure of 1038.4 kg yr. The data reconstruction relies on a simultaneous Bayesian fit applied to energy spectra over a broad energy range. The high granularity of the CUORE detector, together with the large exposure and extended stable operations, allow for an in-depth exploration of both spatial and time dependence of backgrounds. We achieve high sensitivity to both bulk and surface activities of the materials of the setup, detecting levels as low as 10 nBq kg$^{-1}$ and 0.1 nBq cm$^{-2}$, respectively. We compare the contamination levels we extract from the background model with prior radio-assay data, which informs future background risk mitigation strategies. The results of this background model play a crucial role in constructing the background budget for the CUPID experiment as it will exploit the same CUORE infrastructure.
title	Data-driven background model for the CUORE experiment
topic	Nuclear Experiment Instrumentation and Methods for Astrophysics Instrumentation and Detectors
url	https://arxiv.org/abs/2405.17937