Upptäckten att neutriner har massa var banbrytande. Men deras absoluta massa är fortfarande okänd. Neutrinolösa dubbelbeta-sönderfallsexperiment syftar till att avgöra om neutriner är deras egna antipartiklar och, i så fall, tillhandahålla ett sätt att bestämma massan av de inblandade neutrinoarterna.
Bestämning av massan genom neutrinolösa dubbelbeta-sönderfallsexperiment med 76 Ge är bara möjligt om forskare förstår egenskaperna hos förfallet av 76 Ge in selenium-76 ( 76 Se). En studie publicerad i Physical Review C ger nyckeldata för den här typen av experiment.
Germaniumbaserade experiment med neutrinolöst dubbel beta-sönderfall (0νββ) lovar mycket för att reda ut mysterierna kring neutriner. Observationen av denna sällsynta sönderfallsprocess erbjuder inte bara möjligheten att bestämma arten av dessa gåtfulla partiklar, utan också bestämningen av deras massa, förutsatt att sannolikheten för sönderfallet är tillförlitligt känd.
Denna sannolikhet är inte en direkt experimentell observerbar och kan därför endast bestämmas teoretiskt. Även om betydande skillnader mellan sannolikhetsvärden beräknade med olika teoretiska metoder kvarstår, har ansträngningarna att förstå och minimera sådana skillnader gått anmärkningsvärt framåt. Bland de struktureffekter som studerats har forskning visat att deformation (avvikelse från sfäricitet) och därmed kärnformen har en signifikant effekt på dessa sannolikhetsvärden för sönderfall.
Specifikt förväntar sig forskarna en låg sannolikhet när förälder- och dotterkärnorna antar olika former men högre sannolikhet för kärnor med liknande deformationer. Dessutom finner forskare ett maximalt värde när de antar sfärisk symmetri i både förälder- och dotterkärnor.
Forskning om strukturen för 76 Ge, ledd av fysiker vid Triangle Universities Nuclear Laboratory (TUNL), har funnit att 76 Ge (förälder) och 76 Se (dotter) har olika former.
I synnerhet visade experimentet att medan grundtillståndet 76 Ge uppvisar stel triaxiell deformation, den för 76Se kännetecknas av en mjuk triaxiell potential. Dessa slutsatser är viktiga för beräkningar som syftar till att bestämma sannolikheten som är relevant för 76 Ge 0νββ sönderfall.
Mer information: A. D. Ayangeakaa et al, Triaxiality and the nature of low-energy excitations in Ge76, Physical Review C (2023). DOI:10.1103/PhysRevC.107.044314
Journalinformation: Fysisk granskning C
Tillhandahålls av US Department of Energy
