VIP-2 with modulated current: pathfinder for enhanced Pauli exclusion principle violation studies.


Journal

The European physical journal. C, Particles and fields
ISSN: 1434-6044
Titre abrégé: Eur Phys J C Part Fields
Pays: France
ID NLM: 101622319

Informations de publication

Date de publication:
2024
Historique:
received: 09 01 2024
accepted: 22 02 2024
medline: 26 7 2024
pubmed: 26 7 2024
entrez: 25 7 2024
Statut: ppublish

Résumé

Fermions are subject to the Pauli Exclusion Principle (PEP), which is grounded on the spin-statistics theorem and, hence, related to the very same structure of the underlying symmetries. The VIP-2 (VIolation of Pauli exclusion principle - 2) experiment has been performing extreme sensitivity tests of the PEP, up to its current and final configuration, exploiting several experimental setups designed to study different theoretical models of PEP violation, looking for a faint signal of physics Beyond the Standard Model.A current is introduced in the copper target to bring new electrons into the system and, hence, fulfill the requirements of the Messiah-Greenberg Super-Selection rule. The searched spin-statistics violating signal corresponds to X-rays emitted when the new electrons perform atomic transitions to the already filled fundamental level of copper. This work analyzes the set of the VIP-2 data corresponding to a test run of 68 days in a current modulated regime alternating no current with current data-taking in short periods (50 s each), instead the usual alternating months-long data-taking of each of these two phases. We propose an analysis method to improve the experiment's sensitivity: a spectral analysis constraint with the Discrete Fourier Transformation of the data. Compared to the spectrum-only analysis, about a factor of 1.5 of improvement to the limit for the probability of PEP violation for electrons was obtained.

Identifiants

pubmed: 39049893
doi: 10.1140/epjc/s10052-024-12599-8
pii: 12599
pmc: PMC11266285
doi:

Types de publication

Journal Article

Langues

eng

Pagination

214

Informations de copyright

© The Author(s) 2024.

Déclaration de conflit d'intérêts

Conflict of interestThe authors declare no conflict of interest. The funders had no role in the design of the study; in the collection, analyses, or interpretation of data; in the writing of the manuscript, or in the decision to publish the results.

Références

Phys Rev Lett. 1987 Nov 30;59(22):2507-2510
pubmed: 10035570
Entropy (Basel). 2018 Jul 09;20(7):
pubmed: 33265605
Entropy (Basel). 2020 Oct 22;22(11):
pubmed: 33286963
Phys Rev Lett. 2022 Sep 23;129(13):131301
pubmed: 36206433

Auteurs

Alessio Porcelli (A)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Centro Ricerche Enrico Fermi, Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "Enrico Fermi", Via Panisperna 89 A, 00184 Rome, Italy.
Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science, Jagiellonian University, ul. prof. Stanisława Łojasiewicza 11, 30-348 Kraków, Poland.

Massimiliano Bazzi (M)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Nicola Bortolotti (N)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Centro Ricerche Enrico Fermi, Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "Enrico Fermi", Via Panisperna 89 A, 00184 Rome, Italy.
Physics Department, "Sapienza" University of Rome, Piazzale Aldo Moro 5, 00185 Rome, Italy.

Mario Bragadireanu (M)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
IFIN-HH, Institutul National pentru Fizica si Inginerie Nucleara Horia Hulubei, 30 Reactorului, 077125 Măgurele, Romania.

Michael Cargnelli (M)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Stefan-Meyer-Institute for Subatomic Physics, Austrian Academy of Science, Wiesingerstraße 4, 1010 Wien, Austria.

Alberto Clozza (A)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Luca De Paolis (L)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Raffaele Del Grande (R)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Excellence Cluster Universe, Technische Universität München, Arcisstraße 21, 80333 Münich, Germany.

Carlo Guaraldo (C)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Mihail Iliescu (M)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Matthias Laubenstein (M)

Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via G. Acitelli 22, 67100 Assergi, Italy.

Simone Manti (S)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Johann Marton (J)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Stefan-Meyer-Institute for Subatomic Physics, Austrian Academy of Science, Wiesingerstraße 4, 1010 Wien, Austria.

Marco Miliucci (M)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Present Address: Agenzia Spaziale Italiana, Via del Politecnico snc, 00133 Rome, Italy.

Fabrizio Napolitano (F)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Kristian Piscicchia (K)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Centro Ricerche Enrico Fermi, Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "Enrico Fermi", Via Panisperna 89 A, 00184 Rome, Italy.

Alessandro Scordo (A)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Francesco Sgaramella (F)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Diana Laura Sirghi (DL)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Centro Ricerche Enrico Fermi, Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche "Enrico Fermi", Via Panisperna 89 A, 00184 Rome, Italy.
IFIN-HH, Institutul National pentru Fizica si Inginerie Nucleara Horia Hulubei, 30 Reactorului, 077125 Măgurele, Romania.

Florin Sirghi (F)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
IFIN-HH, Institutul National pentru Fizica si Inginerie Nucleara Horia Hulubei, 30 Reactorului, 077125 Măgurele, Romania.

Oton Vazquez Doce (OV)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.

Johann Zmeskal (J)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
Stefan-Meyer-Institute for Subatomic Physics, Austrian Academy of Science, Wiesingerstraße 4, 1010 Wien, Austria.

Catalina Curceanu (C)

Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Via Enrico Fermi 54, 00044 Frascati, Italy.
IFIN-HH, Institutul National pentru Fizica si Inginerie Nucleara Horia Hulubei, 30 Reactorului, 077125 Măgurele, Romania.

Classifications MeSH