We report the results of a search for axions from the 14.4 keV M1 transition from Fe-57 in the core of the sun using the axio-electric effect in TeO2 bolometers. The detectors are 5x5x5 cm(3) crystals operated at about 10 mK in a facility used to test bolometers for the CUORE experiment at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. An analysis of 43.65 kg.d of data was made using a newly developed low energy trigger which was optimized to reduce the energy threshold of the detector. An upper limit of 0.58 c.kg(-1).d(-1) is established at 95% C.L., which translates into lower bounds f(A) >= 3.12 x 10(5) GeV 95% C.L. (DFSZ model) and f(A) >= 2.41 x 10(4) GeV 95% C.L. (KSVZ model) on the Peccei-Quinn symmetry-breaking scale, for a value of S = 0.5 of the flavor-singlet axial vector matrix element. These bounds can be expressed in terms of axion masses as m(A) <= 19.2 eV and m(A) <= 250 eV at 95% C.L. in the DFSZ and KSVZ models respectively. Bounds are given also for the interval 0.35 <= S <= 0.55.

Search for 14.4 keV solar axions from M1 transition of Fe-57 with CUORE crystals / F., Alessandria; R., Ardito; D. R., Artusa; F. T., Avignone; O., Azzolini; M., Balata; T. I., Banks; G., Bari; J., Beeman; Bellini, Fabio; A., Biassoni; M., Biassoni; T., Bloxham; C., Brofferio; C., Bucci; X. Z., Cai; L., Canonica; S., Capelli; L., Carbone; Cardani, Laura; M., Carrettoni; N., Casali; N., Chott; M., Clemenza; Cosmelli, Carlo; O., Cremonesi; R. J., Creswick; Dafinei, Ioan; A., Dally; V., Datskov; A. D., Biasi; A., De Biasi; M. P., Decowski; M. M., Deninno; S. D., Domizio; M. L., Di; S., Di Domizio; M. L., Di Vacri; L., Ejzak; Faccini, Riccardo; D. Q., Fang; H. A., Farach; E., Ferri; Ferroni, Fernando; E., Fiorini; M. A., Franceschi; S. J., Freedman; B. K., Fujikawa; A., Giachero; L., Gironi; A., Giuliani; J., Goett; P., Gorla; C., Gotti; E., Guardincerri; T. D., Gutierrez; E. E., Haller; K., Han; K. M., Heeger; H. Z., Huang; R., Kadel; K., Kazkaz; G., Keppel; L., Kogler; Y. G., Kolomensky; D., Lenz; Y. L., Li; C., Ligi; X., Liu; Y. G., Ma; C., Maiano; M., Maino; M., Martinez; R. H., Maruyama; N., Moggi; S., Morganti; T., Napolitano; S., Newman; S., Nisi; C., Nones; E. B., Norman; A., Nucciotti; Orio, Filippo; D., Orlandi; J. L., Ouellet; M., Pallavicini; V., Palmieri; L., Pattavina; M., Pavan; M., Pedretti; G., Pessina; S., Pirro; E., Previtali; V., Rampazzo; F., Rimondi; C., Rosenfeld; C., Rusconi; S., Sangiorgio; N. D., Scielzo; M., Sisti; A. R., Smith; L., Taffarello; M., Tenconi; W. D., Tian; C., Tomei; S., Trentalange; G., Ventura; Vignati, Marco; B. S., Wang; H. W., Wang; C. A., Whitten; T., Wise; A., Woodcraft; L., Zanotti; C., Zarra; B. X., Zhu; S., Zucchelli. - In: JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 1475-7516. - (2013), p. 007. [10.1088/1475-7516/2013/05/007]

Search for 14.4 keV solar axions from M1 transition of Fe-57 with CUORE crystals

BELLINI, Fabio;CARDANI, LAURA;N. Casali;COSMELLI, Carlo;DAFINEI, Ioan;FACCINI, Riccardo;FERRONI, Fernando;ORIO, FILIPPO;VIGNATI, Marco;
2013

Abstract

We report the results of a search for axions from the 14.4 keV M1 transition from Fe-57 in the core of the sun using the axio-electric effect in TeO2 bolometers. The detectors are 5x5x5 cm(3) crystals operated at about 10 mK in a facility used to test bolometers for the CUORE experiment at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. An analysis of 43.65 kg.d of data was made using a newly developed low energy trigger which was optimized to reduce the energy threshold of the detector. An upper limit of 0.58 c.kg(-1).d(-1) is established at 95% C.L., which translates into lower bounds f(A) >= 3.12 x 10(5) GeV 95% C.L. (DFSZ model) and f(A) >= 2.41 x 10(4) GeV 95% C.L. (KSVZ model) on the Peccei-Quinn symmetry-breaking scale, for a value of S = 0.5 of the flavor-singlet axial vector matrix element. These bounds can be expressed in terms of axion masses as m(A) <= 19.2 eV and m(A) <= 250 eV at 95% C.L. in the DFSZ and KSVZ models respectively. Bounds are given also for the interval 0.35 <= S <= 0.55.
2013
dark matter experiments; axions
01 Pubblicazione su rivista::01a Articolo in rivista
Search for 14.4 keV solar axions from M1 transition of Fe-57 with CUORE crystals / F., Alessandria; R., Ardito; D. R., Artusa; F. T., Avignone; O., Azzolini; M., Balata; T. I., Banks; G., Bari; J., Beeman; Bellini, Fabio; A., Biassoni; M., Biassoni; T., Bloxham; C., Brofferio; C., Bucci; X. Z., Cai; L., Canonica; S., Capelli; L., Carbone; Cardani, Laura; M., Carrettoni; N., Casali; N., Chott; M., Clemenza; Cosmelli, Carlo; O., Cremonesi; R. J., Creswick; Dafinei, Ioan; A., Dally; V., Datskov; A. D., Biasi; A., De Biasi; M. P., Decowski; M. M., Deninno; S. D., Domizio; M. L., Di; S., Di Domizio; M. L., Di Vacri; L., Ejzak; Faccini, Riccardo; D. Q., Fang; H. A., Farach; E., Ferri; Ferroni, Fernando; E., Fiorini; M. A., Franceschi; S. J., Freedman; B. K., Fujikawa; A., Giachero; L., Gironi; A., Giuliani; J., Goett; P., Gorla; C., Gotti; E., Guardincerri; T. D., Gutierrez; E. E., Haller; K., Han; K. M., Heeger; H. Z., Huang; R., Kadel; K., Kazkaz; G., Keppel; L., Kogler; Y. G., Kolomensky; D., Lenz; Y. L., Li; C., Ligi; X., Liu; Y. G., Ma; C., Maiano; M., Maino; M., Martinez; R. H., Maruyama; N., Moggi; S., Morganti; T., Napolitano; S., Newman; S., Nisi; C., Nones; E. B., Norman; A., Nucciotti; Orio, Filippo; D., Orlandi; J. L., Ouellet; M., Pallavicini; V., Palmieri; L., Pattavina; M., Pavan; M., Pedretti; G., Pessina; S., Pirro; E., Previtali; V., Rampazzo; F., Rimondi; C., Rosenfeld; C., Rusconi; S., Sangiorgio; N. D., Scielzo; M., Sisti; A. R., Smith; L., Taffarello; M., Tenconi; W. D., Tian; C., Tomei; S., Trentalange; G., Ventura; Vignati, Marco; B. S., Wang; H. W., Wang; C. A., Whitten; T., Wise; A., Woodcraft; L., Zanotti; C., Zarra; B. X., Zhu; S., Zucchelli. - In: JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS. - ISSN 1475-7516. - (2013), p. 007. [10.1088/1475-7516/2013/05/007]
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