Journal article
Sensitivity of the CUPID experiment to 0νββ decay of 100Mo
The European physical journal. C, Particles and fields, v 86(6), 633
01 Jun 2026
Abstract
CUPID is a next-generation bolometric experiment to search for neutrinoless double-beta decay (0 nu beta beta) of Mo-100 using Li(2)MoO(4 )scintillating crystals. It will operate 1596 crystals at similar to 10 mK in the CUORE cryostat at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italy. Each crystal will be facing two Ge-based bolometric light detectors for alpha rejection. We compute the discovery and the exclusion sensitivity of CUPID to 0 nu beta beta in a Frequentist and a Bayesian framework. This computation is done numerically based on pseudo-experiments. For the CUPID baseline scenario, with a background and an energy resolution of 1.0 & times;10(-4)counts/keV/kg/yr and 5 keV FWHM at the Q-value, respectively, this results in a Bayesian exclusion sensitivity (90%c.i.) ofT(1/2 )> 1.6 & times;10(27)yr, corresponding to the effective Majorana neutrino mass of m(beta beta )<9.6-28 meV. The Frequentist discovery sensitivity (3 sigma) isT(1/2 )=1.0 & times; 10(27)yr, corresponding tom(beta beta )=12 - 36 meV.
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Details
- Title
- Sensitivity of the CUPID experiment to 0νββ decay of 100Mo
- Creators
- K. Alfonso - University of California SystemA. Armatol - Université Claude Bernard Lyon 1C. Augier - Université Claude Bernard Lyon 1F. T. Avignone - University of South CarolinaO. Azzolini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di LegnaroA. S. Barabash - Kurchatov InstituteG. Bari - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di BolognaA. Barresi - University of Milano-BicoccaD. Baudin - Université Paris-SaclayF. Bellini - Sapienza University of RomeG. Benato - Gran Sasso Science InstituteL. Benussi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di FrascatiV. Berest - Université Paris-SaclayM. Beretta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaL. Berge - Université Paris-SaclayM. Bettelli - Institute for Microelectronics and MicrosystemsM. Biassoni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaJ. Billard - Université Claude Bernard Lyon 1F. Boffelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di PaviaV. Boldrini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di BolognaE. D. Brandani - University of California SystemC. Brofferio - University of Milano-BicoccaC. Bucci - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoM. Buchynska - Université Paris-SaclayJ. Camilleri - Virginia TechA. Campani - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di GenovaJ. Cao - Fudan UniversityC. Capelli - Lawrence Berkeley National LaboratoryS. Capelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaV. Caracciolo - University of Rome Tor VergataL. Cardani - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IP. Carniti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaN. Casali - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IE. Celi - Northwestern UniversityC. Chang - Argonne National LaboratoryM. Chapellier - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-CurieH. Chen - Fudan UniversityD. Chiesa - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaD. Cintas - Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies AlternativesM. Clemenza - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaI. Colantoni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IS. Copello - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di PaviaO. Cremonesi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaR. J. Creswick - University of South CarolinaA. D'Addabbo - INFN, Lab Nazl Gran Sasso, Assergi, AQ, ItalyI. Dafinei - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IF. A. Danevich - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Roma Tor VergataF. De Dominicis - Gran Sasso Science InstituteM. De Jesus - Université Claude Bernard Lyon 1P. de Marcillac - Université Paris-SaclayS. Dell'Oro - University of Milano-BicoccaS. Di Domizio - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di GenovaS. Di Lorenzo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoT. Dixon - Université Paris-SaclayA. Drobizhev - Lawrence Berkeley National LaboratoryL. Dumoulin - Université Paris-SaclayM. El Idrissi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di LegnaroM. Faverzani - University of Milano-BicoccaE. Ferri - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaF. Ferri - Université Paris-SaclayF. Ferroni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IE. Figueroa-Feliciano - Northwestern Univ, Evanston, IL USAJ. Formaggio - Massachusetts Institute of TechnologyA. Franceschi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di FrascatiS. Fu - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoB. K. Fujikawa - Lawrence Berkeley National LaboratoryJ. Gascon - Université Claude Bernard Lyon 1S. Ghislandi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoA. Giachero - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaM. Girola - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaL. Gironi - University of Milano-BicoccaA. Giuliani - Université Paris-SaclayP. Gorla - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoC. Gotti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaC. Grant - Boston UniversityP. Gras - Université Paris-SaclayP. V. Guillaumon - Max Planck SocietyT. D. Gutierrez - California Polytechnic State UniversityK. Han - Shanghai Jiao Tong UniversityE. V. Hansen - University of California SystemK. M. Heeger - Yale UniversityD. L. Helis - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoH. Z. Huang - Fudan UniversityM. T. Hurst - University of PittsburghL. Imbert - Université Paris-SaclayT. Johnson - Yale UniversityA. 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Mayer - Lawrence Berkeley National LaboratoryG. Mazzitelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di FrascatiE. Mazzola - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaY. Mei - Lawrence Berkeley National LaboratoryM. N. Moore - Yale UniversityS. Morganti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IT. Napolitano - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di FrascatiM. Nastasi - University of Milano-BicoccaJ. Nikkel - Yale UniversityC. Nones - Université Paris-SaclayE. B. Norman - University of California SystemV. Novosad - Argonne National LaboratoryI. Nutini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaT. O'Donnell - Virginia Polytech Inst & State Univ, Blacksburg, VA 24061 USAE. Olivieri - Université Paris-SaclayM. Olmi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoB. T. Oregui - Johns Hopkins UniversityS. Pagan - Yale UniversityM. Pageot - Université Paris-SaclayL. Pagnanini - Gran Sasso Science InstituteD. Pasciuto - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IL. Pattavina - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaM. Pavan - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaO. Penek - Boston UniversityH. Peng - University of Science and Technology of ChinaG. Pessina - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaV. Pettinacci - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IC. Pira - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di LegnaroS. Pirro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoO. Pochon - Université Paris-SaclayD. V. Poda - Université Paris-SaclayT. Polakovic - Argonne National LaboratoryO. G. Polischuk - Institute for Nuclear ResearchE. G. Pottebaum - Yale UniversityS. Pozzi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaE. Previtali - University of Milano-BicoccaA. Puiu - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoS. Puranam - University of California SystemS. Quitadamo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoA. Rappoldi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di PaviaG. L. Raselli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di PaviaA. Ressa - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IR. Rizzoli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di BolognaC. Rosenfeld - University of South CarolinaP. Rosier - Université Paris-SaclayM. Rossella - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di PaviaJ. A. Scarpaci - Université Paris-SaclayB. Schmidt - Université Paris-SaclayR. Serino - Université Paris-SaclayA. Shaikina - Gran Sasso Science InstituteK. Shang - Fudan UniversityV. Sharma - University of PittsburghV. N. Shlegel - Nikolaev Institute of Inorganic ChemistryV. Singh - University of California SystemM. Sisti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaP. Slocum - Yale UniversityD. Speller - Johns Hopkins UniversityP. T. Surukuchi - University of PittsburghL. Taffarello - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di PadovaS. Tomassini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di FrascatiC. Tomei - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IA. Torres - Virginia Polytech Inst & State Univ, Blacksburg, VA 24061 USAJ. A. Torres - Yale UniversityD. Tozzi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Roma IV. I. Tretyak - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran SassoD. Trotta - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano BicoccaM. Velazquez - Université Grenoble AlpesK. J. Vetter - Lawrence Berkeley National LaboratoryS. L. Wagaarachchi - University of California SystemG. Wang - Argonne Natl Lab, Argonne, IL USAL. Wang - Argonne National LaboratoryR. Wang - Johns Hopkins UniversityB. Welliver - Lawrence Berkeley National LaboratoryJ. Wilson - University of South CarolinaK. Wilson - University of South CarolinaL. A. Winslow - Massachusetts Institute of TechnologyF. Xie - Fudan UniversityM. Xue - Fudan UniversityJ. Yang - University of Science and Technology of ChinaV. Yefremenko - Argonne National LaboratoryV. I. Umatov - Kurchatov InstituteM. M. Zarytskyy - Institute for Nuclear ResearchT. Zhu - University of California SystemA. Zolotarova - Université Paris-SaclayS. Zucchelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di BolognaLawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
- Publication Details
- The European physical journal. C, Particles and fields, v 86(6), 633
- Publisher
- Springer Nature
- Number of pages
- 15
- Grant note
- ANR-21-CE31-0014-CUPID-1 / Agence Nationale de la Recherche; Agence Nationale de la Recherche (ANR)
- Resource Type
- Journal article
- Language
- English
- Academic Unit
- Physics
- Web of Science ID
- WOS:001792551600003
- Other Identifier
- 991022198377804721