Cover Image

Precision measurement of positron decay modes of Xe-125 in the LUX-ZEPLIN experiment

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	Akerib, D. S., Musalhi, A. K. Al, Alder, F., Almquist, B. J., Amarasinghe, C. S., Ames, A., Anderson, T. J., Angelides, N., Araújo, H. M., Armstrong, J. E., Arthurs, M., Baker, A., Balashov, S., Bang, J., Bargemann, J. W., Barillier, E. E., Beattie, K., Bhatti, A., Biesiadzinski, T. P., Birch, H. J., Bishop, E., Blockinger, G. M., Brew, C. A. J., Brás, P., Burdin, S., Carmona-Benitez, M. C., Carter, M., Chawla, A., Chen, H., Chin, Y. T., Chott, N. I., Contreras, S., Converse, M. V., Coronel, R., Cottle, A., Cox, G., Curran, D., Dahl, C. E., Darlington, I., Dave, S., David, A., Delgaudio, J., Dey, S., de Viveiros, L., Di Felice, L., Ding, C., Dobson, J. E. Y., Druszkiewicz, E., Dubey, S., Dunbar, C. L., Eriksen, S. R., Fearon, N. M., Fieldhouse, N., Fiorucci, S., Flaecher, H., Fraser, E. D., Fruth, T. M. A., Gaemers, P. W., Gaitskell, R. J., Geffre, A., Genovesi, J., Ghag, C., Ghamsari, J., Ghosh, A., Ghosh, S., Gibbons, R., Gokhale, S., Green, J., van der Grinten, M. G. D., Haiston, J. J., Hall, C. R., Hall, T., Hampp, R. H, Haselschwardt, S. J., Hernandez, M. A., Hertel, S. A., Homenides, G. J., Horn, M., Huang, D. Q., Hunt, D., Jacquet, E., James, R. S., Jenkins, K., Kaboth, A. C., Kamaha, A. C., Kannichankandy, M. K., Khaitan, D., Khazov, A., Kim, J., Kim, Y. D., Kodroff, D., Korolkova, E. V., Kraus, H., Kravitz, S., Kreczko, L., Kudryavtsev, V. A., Lawes, C., Leon, E. B., Leonard, D. S., Lesko, K. T., Levy, C., Lin, J., Lindote, A., Lippincott, W. H., Long, J., Lopes, M. I., Lorenzon, W., Lu, C., Luitz, S., Ma, W., Mahajan, V., Majewski, P. A., Manalaysay, A., Mannino, R. L., Matheson, R. J., Maupin, C., McCarthy, M. E., McKinsey, D. N., McLaughlin, J., McLaughlin, J. B., McMonigle, R., Mitra, B., Mizrachi, E., Monzani, M. E., Morå, K., Morrison, E., Mount, B. J., Murdy, M., Murphy, A. St. J., Nelson, H. N., Neves, F., Nguyen, A., O'Brien, C. L., O'Shea, F. H., Olcina, I., Oliver-Mallory, K. C., Orpwood, J., Oyulmaz, K. Y, Palladino, K. J., Pannifer, N. J., Patton, S. J., Penning, B., Pereira, G., Perry, E., Pershing, T., Piepke, A., Poudel, S. S., Qie, Y., Reichenbacher, J., Rhyne, C. A., Rischbieter, G. R. C., Ritchey, E., Riyat, H. S., Rosero, R., Rowe, N. J., Rushton, T., Rynders, D., Saltão, S., Santone, D., Sazzad, A. B. M. R., Schnee, R. W., Sehr, G., Shafer, B., Shaw, S., Sherman, W., Shi, K., Shutt, T., Silva, C., Sinev, G., Siniscalco, J., Slivar, A. M., Softley-Brown, A. M., Solovov, V. N., Sorensen, P., Soria, J., Sumner, T. J., Swain, A., Szydagis, M., Tiedt, D. R., Tovey, D. R., Tranter, J., Trask, M., Trengove, K., Tripathi, M., Usón, A., Vaitkus, A. C., Valentino, O., Velan, V., Wang, A., Wang, J. J., Wang, Y., Weeldreyer, L., Whitis, T. J., Wild, K., Williams, M., Winnicki, J., Wolf, L., Wolfs, F. L. H., Woodford, S., Woodward, D., Wright, C. J., Xia, Q., Xu, J., Xu, Y., Yeh, M., Yeum, D., Young, J., Zha, W., Zhang, H., Zhang, T., Zhou, Y.
Format:	Preprint
Published:	2026
Subjects:	High Energy Physics - Experiment
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866915951749890048
author	Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Almquist, B. J. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araújo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Beattie, K. Bhatti, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Contreras, S. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. Darlington, I. Dave, S. David, A. Delgaudio, J. Dey, S. de Viveiros, L. Di Felice, L. Ding, C. Dobson, J. E. Y. Druszkiewicz, E. Dubey, S. Dunbar, C. L. Eriksen, S. R. Fearon, N. M. Fieldhouse, N. Fiorucci, S. Flaecher, H. Fraser, E. D. Fruth, T. M. A. Gaemers, P. W. Gaitskell, R. J. Geffre, A. Genovesi, J. Ghag, C. Ghamsari, J. Ghosh, A. Ghosh, S. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. Hampp, R. H Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. Jenkins, K. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. Kannichankandy, M. K. Khaitan, D. Khazov, A. Kim, J. Kim, Y. D. Kodroff, D. Korolkova, E. V. Kraus, H. Kravitz, S. Kreczko, L. Kudryavtsev, V. A. Lawes, C. Leon, E. B. Leonard, D. S. Lesko, K. T. Levy, C. Lin, J. Lindote, A. Lippincott, W. H. Long, J. Lopes, M. I. Lorenzon, W. Lu, C. Luitz, S. Ma, W. Mahajan, V. Majewski, P. A. Manalaysay, A. Mannino, R. L. Matheson, R. J. Maupin, C. McCarthy, M. E. McKinsey, D. N. McLaughlin, J. McLaughlin, J. B. McMonigle, R. Mitra, B. Mizrachi, E. Monzani, M. E. Morå, K. Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. Nelson, H. N. Neves, F. Nguyen, A. O'Brien, C. L. O'Shea, F. H. Olcina, I. Oliver-Mallory, K. C. Orpwood, J. Oyulmaz, K. Y Palladino, K. J. Pannifer, N. J. Patton, S. J. Penning, B. Pereira, G. Perry, E. Pershing, T. Piepke, A. Poudel, S. S. Qie, Y. Reichenbacher, J. Rhyne, C. A. Rischbieter, G. R. C. Ritchey, E. Riyat, H. S. Rosero, R. Rowe, N. J. Rushton, T. Rynders, D. Saltão, S. Santone, D. Sazzad, A. B. M. R. Schnee, R. W. Sehr, G. Shafer, B. Shaw, S. Sherman, W. Shi, K. Shutt, T. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Slivar, A. M. Softley-Brown, A. M. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Sumner, T. J. Swain, A. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Trengove, K. Tripathi, M. Usón, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. Weeldreyer, L. Whitis, T. J. Wild, K. Williams, M. Winnicki, J. Wolf, L. Wolfs, F. L. H. Woodford, S. Woodward, D. Wright, C. J. Xia, Q. Xu, J. Xu, Y. Yeh, M. Yeum, D. Young, J. Zha, W. Zhang, H. Zhang, T. Zhou, Y.
author_facet	Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Almquist, B. J. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araújo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Beattie, K. Bhatti, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Contreras, S. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. Darlington, I. Dave, S. David, A. Delgaudio, J. Dey, S. de Viveiros, L. Di Felice, L. Ding, C. Dobson, J. E. Y. Druszkiewicz, E. Dubey, S. Dunbar, C. L. Eriksen, S. R. Fearon, N. M. Fieldhouse, N. Fiorucci, S. Flaecher, H. Fraser, E. D. Fruth, T. M. A. Gaemers, P. W. Gaitskell, R. J. Geffre, A. Genovesi, J. Ghag, C. Ghamsari, J. Ghosh, A. Ghosh, S. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. Hampp, R. H Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. Jenkins, K. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. Kannichankandy, M. K. Khaitan, D. Khazov, A. Kim, J. Kim, Y. D. Kodroff, D. Korolkova, E. V. Kraus, H. Kravitz, S. Kreczko, L. Kudryavtsev, V. A. Lawes, C. Leon, E. B. Leonard, D. S. Lesko, K. T. Levy, C. Lin, J. Lindote, A. Lippincott, W. H. Long, J. Lopes, M. I. Lorenzon, W. Lu, C. Luitz, S. Ma, W. Mahajan, V. Majewski, P. A. Manalaysay, A. Mannino, R. L. Matheson, R. J. Maupin, C. McCarthy, M. E. McKinsey, D. N. McLaughlin, J. McLaughlin, J. B. McMonigle, R. Mitra, B. Mizrachi, E. Monzani, M. E. Morå, K. Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. Nelson, H. N. Neves, F. Nguyen, A. O'Brien, C. L. O'Shea, F. H. Olcina, I. Oliver-Mallory, K. C. Orpwood, J. Oyulmaz, K. Y Palladino, K. J. Pannifer, N. J. Patton, S. J. Penning, B. Pereira, G. Perry, E. Pershing, T. Piepke, A. Poudel, S. S. Qie, Y. Reichenbacher, J. Rhyne, C. A. Rischbieter, G. R. C. Ritchey, E. Riyat, H. S. Rosero, R. Rowe, N. J. Rushton, T. Rynders, D. Saltão, S. Santone, D. Sazzad, A. B. M. R. Schnee, R. W. Sehr, G. Shafer, B. Shaw, S. Sherman, W. Shi, K. Shutt, T. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Slivar, A. M. Softley-Brown, A. M. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Sumner, T. J. Swain, A. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Trengove, K. Tripathi, M. Usón, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. Weeldreyer, L. Whitis, T. J. Wild, K. Williams, M. Winnicki, J. Wolf, L. Wolfs, F. L. H. Woodford, S. Woodward, D. Wright, C. J. Xia, Q. Xu, J. Xu, Y. Yeh, M. Yeum, D. Young, J. Zha, W. Zhang, H. Zhang, T. Zhou, Y.
contents	The radioisotope $^{125}\text{Xe}$ is a short-lived ($T_{1/2}\sim16.9 h$) activation product of the neutron calibrations performed in the LUX-ZEPLIN experiment. Subsequently, $^{125}$Xe decays primarily ($>99\%$) via electron capture, but positron emission has been confirmed by direct measurement to at least the 243 keV level of $^{125}\text{I}$. An additional decay to the 188keV level is expected from triple-coincident measurements of the annihilation and relaxation $γ$ rays, but has not been directly confirmed. By utilizing multiple-scatter event analysis and the pre-activation data to constrain backgrounds, this work reports positron emission with a statistical significance of 5.5$σ$. This corresponds to a total branching ratio of $0.29\pm0.08_{\text{stat.}}\pm0.04_{\text{sys.}}$ %, and is the first constraint to the individual branching levels of $^{125}\text{I}$.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2604_21503
institution	arXiv
publishDate	2026
record_format	arxiv
spellingShingle	Precision measurement of positron decay modes of Xe-125 in the LUX-ZEPLIN experiment Akerib, D. S. Musalhi, A. K. Al Alder, F. Almquist, B. J. Amarasinghe, C. S. Ames, A. Anderson, T. J. Angelides, N. Araújo, H. M. Armstrong, J. E. Arthurs, M. Baker, A. Balashov, S. Bang, J. Bargemann, J. W. Barillier, E. E. Beattie, K. Bhatti, A. Biesiadzinski, T. P. Birch, H. J. Bishop, E. Blockinger, G. M. Brew, C. A. J. Brás, P. Burdin, S. Carmona-Benitez, M. C. Carter, M. Chawla, A. Chen, H. Chin, Y. T. Chott, N. I. Contreras, S. Converse, M. V. Coronel, R. Cottle, A. Cox, G. Curran, D. Dahl, C. E. Darlington, I. Dave, S. David, A. Delgaudio, J. Dey, S. de Viveiros, L. Di Felice, L. Ding, C. Dobson, J. E. Y. Druszkiewicz, E. Dubey, S. Dunbar, C. L. Eriksen, S. R. Fearon, N. M. Fieldhouse, N. Fiorucci, S. Flaecher, H. Fraser, E. D. Fruth, T. M. A. Gaemers, P. W. Gaitskell, R. J. Geffre, A. Genovesi, J. Ghag, C. Ghamsari, J. Ghosh, A. Ghosh, S. Gibbons, R. Gokhale, S. Green, J. van der Grinten, M. G. D. Haiston, J. J. Hall, C. R. Hall, T. Hampp, R. H Haselschwardt, S. J. Hernandez, M. A. Hertel, S. A. Homenides, G. J. Horn, M. Huang, D. Q. Hunt, D. Jacquet, E. James, R. S. Jenkins, K. Kaboth, A. C. Kamaha, A. C. Kannichankandy, M. K. Khaitan, D. Khazov, A. Kim, J. Kim, Y. D. Kodroff, D. Korolkova, E. V. Kraus, H. Kravitz, S. Kreczko, L. Kudryavtsev, V. A. Lawes, C. Leon, E. B. Leonard, D. S. Lesko, K. T. Levy, C. Lin, J. Lindote, A. Lippincott, W. H. Long, J. Lopes, M. I. Lorenzon, W. Lu, C. Luitz, S. Ma, W. Mahajan, V. Majewski, P. A. Manalaysay, A. Mannino, R. L. Matheson, R. J. Maupin, C. McCarthy, M. E. McKinsey, D. N. McLaughlin, J. McLaughlin, J. B. McMonigle, R. Mitra, B. Mizrachi, E. Monzani, M. E. Morå, K. Morrison, E. Mount, B. J. Murdy, M. Murphy, A. St. J. Nelson, H. N. Neves, F. Nguyen, A. O'Brien, C. L. O'Shea, F. H. Olcina, I. Oliver-Mallory, K. C. Orpwood, J. Oyulmaz, K. Y Palladino, K. J. Pannifer, N. J. Patton, S. J. Penning, B. Pereira, G. Perry, E. Pershing, T. Piepke, A. Poudel, S. S. Qie, Y. Reichenbacher, J. Rhyne, C. A. Rischbieter, G. R. C. Ritchey, E. Riyat, H. S. Rosero, R. Rowe, N. J. Rushton, T. Rynders, D. Saltão, S. Santone, D. Sazzad, A. B. M. R. Schnee, R. W. Sehr, G. Shafer, B. Shaw, S. Sherman, W. Shi, K. Shutt, T. Silva, C. Sinev, G. Siniscalco, J. Slivar, A. M. Softley-Brown, A. M. Solovov, V. N. Sorensen, P. Soria, J. Sumner, T. J. Swain, A. Szydagis, M. Tiedt, D. R. Tovey, D. R. Tranter, J. Trask, M. Trengove, K. Tripathi, M. Usón, A. Vaitkus, A. C. Valentino, O. Velan, V. Wang, A. Wang, J. J. Wang, Y. Weeldreyer, L. Whitis, T. J. Wild, K. Williams, M. Winnicki, J. Wolf, L. Wolfs, F. L. H. Woodford, S. Woodward, D. Wright, C. J. Xia, Q. Xu, J. Xu, Y. Yeh, M. Yeum, D. Young, J. Zha, W. Zhang, H. Zhang, T. Zhou, Y. High Energy Physics - Experiment The radioisotope $^{125}\text{Xe}$ is a short-lived ($T_{1/2}\sim16.9 h$) activation product of the neutron calibrations performed in the LUX-ZEPLIN experiment. Subsequently, $^{125}$Xe decays primarily ($>99\%$) via electron capture, but positron emission has been confirmed by direct measurement to at least the 243 keV level of $^{125}\text{I}$. An additional decay to the 188keV level is expected from triple-coincident measurements of the annihilation and relaxation $γ$ rays, but has not been directly confirmed. By utilizing multiple-scatter event analysis and the pre-activation data to constrain backgrounds, this work reports positron emission with a statistical significance of 5.5$σ$. This corresponds to a total branching ratio of $0.29\pm0.08_{\text{stat.}}\pm0.04_{\text{sys.}}$ %, and is the first constraint to the individual branching levels of $^{125}\text{I}$.
title	Precision measurement of positron decay modes of Xe-125 in the LUX-ZEPLIN experiment
topic	High Energy Physics - Experiment
url	https://arxiv.org/abs/2604.21503