New constraints on the 12C lifetime with respect to nuclear transitions violating the Pauli exclusion principle based on Borexino detector data
Derbin A.V.1, Drachnev I.S.1, Lomskaya I.S.1, Muratova V.N.1, Niyazova N.V.1, Semyonov D.A.1, Unzhakov E.V.1
1Konstantinov Petersburg Nuclear Physics Institute, National Research Center Kurchatov Institute, Gatchina, Russia
Email: drachnev_is@pnpi.nrcki.ru
This paper presents the results of the Borexino experiment data analysis, with a total exposure of 583 kton·day. The study was intended to search for violations of the Pauli exclusion principle in nuclear transitions of the 12C isotope. The channels studied included radiative decay (12C->12C*+γ, 16.4 MeV), β-decay (12C->12N*+e-+ν, 18.9 MeV), and proton emission (12C->11B*+p+, 8.6 MeV). Keywords: Pauli principle, Scintillation detector.
- W. Pauli, Z. Phys., 31, 765 (1925). DOI: 10.1007/BF02980631
- L.B. Okun', Sov. Phys. Usp., 32 (6), 543 (1989). DOI: 10.1070/PU1989v032n06ABEH002727
- P.A.M. Dirac, The principles of quantum mechanics (Clarendon Press, Oxford, 1958), ch. IX
- E. Fermi, Scientia, 55, 21 (1934)
- G. Bellini, S. Bonetti, M. Buizza Avanzini, B. Caccianiga, D. D'Angelo, D. Franco, M. Giammarchi, P. Lombardi, L. Ludhova, E. Meroni, L. Miramonti, L. Perasso, G. Ranucci, A. Re, Y. Suvorov, J. Benziger, L. Cadonati, A. Pocar, F. Calaprice, A. Chavarria, F. Dalnoki-Veress, C. Galbiati, A. Goretti, Andrea Ianni, M. Leung, B. Loer, R. Saldanha, J. Xu, C. Carraro, S. Davini, E. Guardincerri, G. Manuzio, M. Pallavicini, S. Perasso, P. Risso, C. Salvo, G. Testera, S. Zavatarelli, H. de Kerret, D. Kryn, M. Obolensky, D. Vignaud, A. Derbin, V. Muratova, A. Etenko, E. Litvinovich, I. Machulin, A. Sabelnikov, M. Skorokhvatov, S. Sukhotin, K. Fomenko, O. Smirnov, A. Sotnikov, O. Zaimidoroga, S. Gazzana, C. Ghiano, Aldo Ianni, G. Korga, D. Montanari, A. Razeto, R. Tartaglia, M. Goeger-Neff, T. Lewke, Q. Meindl, L. Oberauer, F. von Feilitzsch, Y. Winter, M. Wurm, C. Grieb, S. Hardy, M. Joyce, S. Manecki, L. Papp, R.S. Raghavan, D. Rountree, R.B. Vogelaar, W. Maneschg, S. Schonert, H. Simgen, G. Zuzel, M. Misiaszek, M. Wojcik, F. Ortica, A. Romani (Borexino Collaboration), Phys. Rev. C, 81, 034317 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevC.81.034317
- G. Bellini, J. Benziger, D. Bick, G. Bonfini, D. Bravo, M. Buizza Avanzini, B. Caccianiga, L. Cadonati, F. Calaprice, C. Carraro, P. Cavalcante, A. Chavarria, D. D'Angelo, S. Davini, A. Derbin, A. Etenko, K. Fomenko, D. Franco, C. Galbiati, S. Gazzana, C. Ghiano, M. Giammarchi, M. Goeger-Neff, A. Goretti, L. Grandi, E. Guardincerri, S. Hardy, Aldo Ianni, Andrea Ianni, A. Kayunov, A. Kobychev, D. Korablev, G. Korga, Y. Koshio, D. Kryn, M. Laubenstein, L. Lewke, E. Litvinovich, B. Loer, F. Lombardi, P. Lombardi, L. Ludhova, I. Machulin, S. Manecki, W. Maneschg, G. Manuzio, Q. Meindl, E. Meroni, L. Miramonti, M. Misiaszek, D. Montanari, P. Mosteiro, V. Muratova, L. Oberauer, M. Obolensky, F. Ortica, K. Otis, M. Pallavicini, L. Papp, L. Perasso, S. Perasso, A. Pocar, R.S. Raghavan, G. Ranucci, A. Razeto, A. Re, P.A. Romani, A. Sabelnikov, R. Saldanha, C. Salvo, S. Schonert, H. Simgen, M. Skorokhvatov, O. Smirnov, A. Sotnikov, S. Sukhotin, Y. Suvorov, R. Tartaglia, G. Testera, D. Vignaud, R.B. Vogelaar, F. von Feilitzsch, J. Winter, M. Wojcik, A. Wright, M. Wurm, J. Xu, O. Zaimidoroga, S. Zavatarelli, G. Zuzel (Borexino Collaboration), Phys. Rev. D, 85, 092003 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevD.85.092003
- M. Agostini, K. Altenmuller, S. Appel, V. Atroshchenko, Z. Bagdasarian, D. Basilico, G. Bellini, J. Benziger, D. Bick, D. Bravo, B. Caccianiga, F. Calaprice, A. Caminata, P. Cavalcante, A. Chepurnov, D. D'Angelo, S. Davini, A. Derbin, A. Di Giacinto, V. Di Marcello, X.F. Ding, A. Di Ludovico, L. Di Noto, I. Drachnev, A. Formozov, D. Franco, C. Galbiati, M. Gschwender, C. Ghiano, M. Giammarchi, A. Goretti, M. Gromov, D. Guffanti, C. Hagner, T. Houdy, E. Hungerford, Aldo Ianni, Andrea Ianni, A. Jany, D. Jeschke, V. Kobychev, G. Korga, S. Kumaran, T. Lachenmaier, M. Laubenstein, E. Litvinovich, P. Lombardi, I. Lomskaya, L. Ludhova, G. Lukyanchenko, L. Lukyanchenko, I. Machulin, S. Marcocci, J. Martyn, E. Meroni, M. Meyer, L. Miramonti, M. Misiaszek, V. Muratova, B. Neumair, M. Nieslony, R. Nugmanov, L. Oberauer, V. Orekhov, F. Ortica, M. Pallavicini, L. Papp, O. Penek, L. Pietrofaccia, N. Pilipenko, A. Pocar, G. Raikov, M.T. Ranalli, G. Ranucci, A. Razeto, A. Re, M. Redchuk, A. Romani, N. Rossi, S. Rottenanger, S. Schonert, D. Semenov, M. Skorokhvatov, O. Smirnov, A. Sotnikov, Y. Suvorov, R. Tartaglia, G. Testera, J. Thurn, E. Unzhakov, A. Vishneva, R.B. Vogelaar, F. von Feilitzsch, M. Wojcik, M. Wurm, S. Zavatarelli, K. Zuber, G. Zuzel (Borexino Collaboration), Phys. Rev. D, 101, 062001 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevD.101.062001
- G.J. Feldman, R.D. Cousins, Phys. Rev. D, 57, 3873 (1998). DOI: 10.1103/PhysRevD.57.3873