Constraints on Lepton Number Violation with the 2 tonne$\cdot$yr CUORE Dataset
CUORE Collaboration, D. Q. Adams, C. Alduino, K. Alfonso, F. T. Avignone, O. Azzolini, G. Bari, F. Bellini, G. Benato, M. Beretta, M. Biassoni, A. Branca, C. Brofferio, C. Bucci, J. Camilleri, A. Caminata, A. Campani, J. Cao, S. Capelli, C. Capelli, L. Cappelli, L. Cardani, P. Carniti, N. Casali, E. Celi, D. Chiesa, M. Clemenza, O. Cremonesi, R. J. Creswick, A. D'Addabbo, I. Dafinei, F. Del Corso, S. Dell'Oro, S. Di Domizio, S. Di Lorenzo, T. Dixon, V. Dompè, D. Q. Fang, G. Fantini, M. Faverzani, E. Ferri, F. Ferroni, E. Fiorini, M. A. Franceschi, S. J. Freedman, S. H. Fu, B. K. Fujikawa, S. Ghislandi, A. Giachero, M. Girola, L. Gironi, A. Giuliani, P. Gorla, C. Gotti, P. V. Guillaumon, T. D. Gutierrez, K. Han, E. V. Hansen, K. M. Heeger, D. L. Helis, H. Z. Huang, G. Keppel, Yu. G. Kolomensky, R. Kowalski, R. Liu, L. Ma, Y. G. Ma, L. Marini, R. H. Maruyama, D. Mayer, Y. Mei, M. N. Moore, T. Napolitano, M. Nastasi, C. Nones, E. B. Norman, A. Nucciotti, I. Nutini, T. O'Donnell, M. Olmi, B. T. Oregui, J. L. Ouellet, S. Pagan, C. E. Pagliarone, L. Pagnanini, M. Pallavicini, L. Pattavina, M. Pavan, G. Pessina, V. Pettinacci, C. Pira, S. Pirro, I. Ponce, E. G. Pottebaum, S. Pozzi, E. Previtali, A. Puiu, S. Quitadamo, A. Ressa, C. Rosenfeld, B. Schmidt, V. Sharma, V. Singh, M. Sisti, D. Speller, P. T. Surukuchi, L. Taffarello, C. Tomei, J. A Torres, K. J. Vetter, M. Vignati, S. L. Wagaarachchi, B. Welliver, J. Wilson, K. Wilson, L. A. Winslow, S. Zimmermann, S. Zucchelli
Abstract
Matter-antimatter asymmetry underlines the incompleteness of the current understanding of particle physics. Neutrinoless double-beta decay ($0νββ$) may help explain this asymmetry, while unveiling the Majorana nature of the neutrino. The CUORE experiment searches for $0νββ$ of $^{130}$Te using a tonne-scale cryogenic calorimeter operated at milli-kelvin temperatures. We report no evidence of $0νββ$ and place a lower limit on the half-life of $T_{1/2} >3.5 \times$ 10$^{25}$~years (90\% C.I.) with over 2~tonne$\cdot$year TeO$_2$ exposure. The tools and techniques developed for this result and the 5 year stable operation of nearly 1000 detectors demonstrate crucial infrastructure for a future-generation experiment capable of searching for $0νββ$ across multiple isotopes.
