New experimental limits on the Pauli-forbidden transitions in C-12 nuclei obtained with 485 days Borexino data

Bellini, G.; Bonetti, S.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; D'Angelo, D.; Franco, D.; Giammarchi, M.; Lombardi, P.; Ludhova, L.; Meroni, E.; Miramonti, L.; Perasso, L.; Ranucci, G.; Re, A.; Suvorov, Y.; Benziger, J.; Cadonati, L.; Pocar, A.; Calaprice, F.; Chavarria, A.; Dalnoki-Veress, F.; Galbiati, C.; Goretti, A.; Ianni, Andrea; Leung, M.; Loer, B.; Saldanha, R.; Xu, J.; Carraro, C.; Davini, S.; Guardincerri, E.; Manuzio, G.; Pallavicini, M.; Perasso, S.; Risso, P.; Salvo, C.; Testera, G.; Zavatarelli, S.; de Kerret, H.; Kryn, D.; Obolensky, M.; Vignaud, D.; Derbin, A.; Muratova, V.; Etenko, A.; Litvinovich, E.; Machulin, I.; Sabelnikov, A.; Skorokhvatov, M.; Sukhotin, S.; Fomenko, K.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Zaimidoroga, O.; Gazzana, S.; Ghiano, C.; Ianni, Aldo; Korga, G.; Montanari, D.; Razeto, A.; Tartaglia, R.; Goeger-Neff, M.; Lewke, T.; Meindl, Q.; Oberauer, L.; von Feilitzsch, F.; Winter, Y.; Wurm, M.; Grieb, C.; Hardy, S.; Joyce, M.; Manecki, S.; Papp, L.; Raghavan, R. S.; Rountree, D.; Vogelaar, R. B.; Maneschg, W.; Schoenert, S.; Simgen, H.; Zuzel, G.; Misiaszek, M.; Wojcik, M.; Ortica, F.; Romani, A.

doi:10.1103/PhysRevC.81.034317

The Pauli exclusion principle (PEP) has been tested for nucleons (n, p) in C-12 with the Borexino detector. The approach consists of a search for gamma, n, p, and beta(+/-) emitted in a non-Paulian transition of 1P(3/2)-shell nucleons to the filled 1S(1/2) shell in nuclei. Due to the extremely low background and the large mass (278 tons) of the Borexino detector, the following most stringent up-to-date experimental bounds on PEP violating transitions of nucleons have been established: tau(C-12 -> (12)(C) over tilde + gamma) >= 5.0 x 10(31) yr, tau(C-12 -> (11)(B) over tilde + p) >= 8.9 x 10(29) yr, tau(C-12 -> (11)(C) over tilde + n) >= 3.4 x 10(30) yr, tau(C-12 -> (12)(N) over tilde + e(-) (nu) over tilde (e)) >= 3.1 x 10(30) yr, and tau(C-12 -> (12) (B) over tilde + e(+) + nu(e)) >= 2.1 x 10(30) yr, all at 90% C.L. The corresponding upper limits on the relative strengths for the searched non-Paulian electromagnetic, strong and weak transitions have been estimated as delta(2)(gamma) <= 2.2 x 10(-57), delta(2)(N) <= 4.1 x 10(-60), and delta(2)(beta) <= 2.1 x 10(-35).

New experimental limits on the Pauli-forbidden transitions in C-12 nuclei obtained with 485 days Borexino data / Bellini, G.; Bonetti, S.; Avanzini, M. Buizza; Caccianiga, B.; D'Angelo, D.; Franco, D.; Giammarchi, M.; Lombardi, P.; Ludhova, L.; Meroni, E.; Miramonti, L.; Perasso, L.; Ranucci, G.; Re, A.; Suvorov, Y.; Benziger, J.; Cadonati, L.; Pocar, A.; Calaprice, F.; Chavarria, A.; Dalnoki-Veress, F.; Galbiati, C.; Goretti, A.; Ianni, Andrea; Leung, M.; Loer, B.; Saldanha, R.; Xu, J.; Carraro, C.; Davini, S.; Guardincerri, E.; Manuzio, G.; Pallavicini, M.; Perasso, S.; Risso, P.; Salvo, C.; Testera, G.; Zavatarelli, S.; de Kerret, H.; Kryn, D.; Obolensky, M.; Vignaud, D.; Derbin, A.; Muratova, V.; Etenko, A.; Litvinovich, E.; Machulin, I.; Sabelnikov, A.; Skorokhvatov, M.; Sukhotin, S.; Fomenko, K.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Zaimidoroga, O.; Gazzana, S.; Ghiano, C.; Ianni, Aldo; Korga, G.; Montanari, D.; Razeto, A.; Tartaglia, R.; Goeger-Neff, M.; Lewke, T.; Meindl, Q.; Oberauer, L.; von Feilitzsch, F.; Winter, Y.; Wurm, M.; Grieb, C.; Hardy, S.; Joyce, M.; Manecki, S.; Papp, L.; Raghavan, R. S.; Rountree, D.; Vogelaar, R. B.; Maneschg, W.; Schoenert, S.; Simgen, H.; Zuzel, G.; Misiaszek, M.; Wojcik, M.; Ortica, F.; Romani, A.. - In: PHYSICAL REVIEW. C, NUCLEAR PHYSICS. - ISSN 0556-2813. - 81:3(2010). [10.1103/PhysRevC.81.034317]