Improved calculations of β decay backgrounds to new physics in liquid xenon detectors
Publiceringsår
2020
Upphovspersoner
Haselschwardt, S. J.; Kostensalo, J.; Mougeot, X.; Suhonen, J.
Abstrakt
We present high-precision theoretical predictions for the electron energy spectra for the ground-state to ground-state β decays of 214Pb, 212Pb, and 85Kr most relevant to the background of liquid xenon dark matter detectors. The effects of nuclear structure on the spectral shapes are taken into account using large-scale shell-model calculations. Final spectra also include atomic screening and exchange effects. The impact of nuclear structure effects on the 214Pb and 212Pb spectra below ≈100 keV, pertinent for several searches for new physics, are found to be comparatively larger than those from the atomic effects alone. We find that the full calculation for 214Pb (212Pb) predicts 15.0%–23.2% (12.1%–19.0%) less event rate in a 1–15 keV energy region of interest compared to the spectrum calculated as an allowed transition when using values of the weak axial vector coupling in the range gA=0.7–1.0. The discrepancy highlights the importance of both a proper theoretical treatment and the need for direct measurements of these spectra for a thorough understanding of β decay backgrounds in future experiments.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Förläggare
Volym
102
Nummer
6
Artikelnummer
065501
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
2
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Fysik
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenta staterna (USA)
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1103/PhysRevC.102.065501
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja