Spectroscopy of geoneutrinos from 2056 days of Borexino data

Agostini, M.; Appel, S.; Bellini, G.; Benziger, J.; Bick, D.; Bonfini, G.; Bravo, D.; Caccianiga, B.; Calaprice, F.; Caminata, A.; Cavalcante, P.; Chepurnov, A.; Choi, K.; D’Angelo, D.; Davini, S.; Derbin, A.; Di Noto, L.; Drachnev, I.; Empl, A.; Etenko, A.; Fiorentini, G.; Fomenko, K.; Franco, D.; Gabriele, F.; Galbiati, C.; Ghiano, Chiara; Giammarchi, M.; Goeger Neff, M.; Goretti, A.; Gromov, M.; Hagner, C.; Houdy, T.; Hungerford, E.; Ianni, Aldo; Ianni, Andrea; Jedrzejczak, K.; Kaiser, M.; Kobychev, V.; Korablev, D.; Korga, G.; Kryn, D.; Laubenstein, M.; Lehnert, B.; Litvinovich, E.; Lombardi, F.; Lombardi, P.; Ludhova, L.; Lukyanchenko, G.; Machulin, I.; Manecki, S.; Maneschg, W.; Mantovani, F.; Marcocci, S.; Meroni, E.; Meyer, M.; Miramonti, L.; Misiaszek, M.; Montuschi, M.; Mosteiro, P.; Muratova, V.; Neumair, B.; Oberauer, L.; Obolensky, M.; Ortica, F.; Otis, K.; Pagani, Luca; Pallavicini, Marco; Papp, L.; Perasso, L.; Pocar, A.; Ranucci, G.; Razeto, A.; Re, A.; Ricci, B.; Romani, A.; Roncin, R.; Rossi, N.; Schönert, S.; Semenov, D.; Simgen, H.; Skorokhvatov, M.; Smirnov, O.; Sotnikov, A.; Sukhotin, S.; Suvorov, Y.; Tartaglia, R.; Testera, G.; Thurn, J.; Toropova, M.; Unzhakov, E.; Vogelaar, R.  . b.; von Feilitzsch, F.; Wang, H.; Weinz, S.; Winter, J.; Wojcik, M.; Wurm, M.; Yokley, Z.; Zaimidoroga, O.; Zavatarelli, S.; Zuber, K.; Zuzel, G.

doi:10.1103/PhysRevD.92.031101

We report an improved geoneutrino measurement with Borexino from 2056 days of data taking. The present exposure is (5.5±0.3)×1031 proton×yr. Assuming a chondritic Th/U mass ratio of 3.9, we obtain 23.7-5.7+6.5(stat)-0.6+0.9(sys) geoneutrino events. The null observation of geoneutrinos with Borexino alone has a probability of 3.6×10-9 (5.9σ). A geoneutrino signal from the mantle is obtained at 98% C.L. The radiogenic heat production for U and Th from the present best-fit result is restricted to the range 23-36 TW, taking into account the uncertainty on the distribution of heat producing elements inside the Earth.