undefined

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 mer

Organisationer och upphovspersoner

Jyväskylä universitet

Kostensalo Joel

Suhonen Jouni Orcid -palvelun logo

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Volym

102

Nummer

6

Artikelnummer

065501

Publikationsforum

84118

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