Buchumschlag

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

Fuente: arXiv

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	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., Hwang, 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. 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.
Format:	Preprint
Veröffentlicht:	2024
Schlagworte:	Instrumentation and Detectors Instrumentation and Methods for Astrophysics High Energy Physics - Experiment Nuclear Experiment
Online-Zugang:	Acceder al recurso
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!

_version_	1866917945232326656
author	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. Hwang, 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.
author_facet	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. Hwang, 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.
contents	The AMoRE collaboration searches for neutrinoless double beta decay of $^{100}$Mo using molybdate scintillating crystals via low temperature thermal calorimetric detection. The early phases of the experiment, AMoRE-pilot and AMoRE-I, have demonstrated competitive discovery potential. Presently, the AMoRE-II experiment, featuring a large detector array with about 90 kg of $^{100}$Mo 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 $^{208}$Tl $γ$ 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 $^6$Li(n, $α$)$^3$H 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.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2407_12227
institution	arXiv
publishDate	2024
record_format	arxiv
spellingShingle	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. Hwang, 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. Instrumentation and Detectors Instrumentation and Methods for Astrophysics High Energy Physics - Experiment Nuclear Experiment The AMoRE collaboration searches for neutrinoless double beta decay of $^{100}$Mo using molybdate scintillating crystals via low temperature thermal calorimetric detection. The early phases of the experiment, AMoRE-pilot and AMoRE-I, have demonstrated competitive discovery potential. Presently, the AMoRE-II experiment, featuring a large detector array with about 90 kg of $^{100}$Mo 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 $^{208}$Tl $γ$ 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 $^6$Li(n, $α$)$^3$H 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.
title	Development of MMC-based lithium molybdate cryogenic calorimeters for AMoRE-II
topic	Instrumentation and Detectors Instrumentation and Methods for Astrophysics High Energy Physics - Experiment Nuclear Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2407.12227