通过无中微子双β衰变揭开宇宙的秘密 _中微子

伸长与偏离轴对称（三轴性）的关系图，显示了无中微子双β衰变的母核（锗-76，“刚性”）和子核（硒-76，“软”）形状的明显差异。致谢:萨里大学杰克·亨德森分校
据美国能源部：中微子具有质量的发现是开创性的。然而，它们的绝对质量仍然未知。无中微子双β衰变实验旨在确定中微子是否是自身的反粒子，如果是，则提供一种确定所涉及中微子种类质量的方法。
只有当科学家了解76Ge衰变为硒-76（76Se）的特性时，通过使用76Ge的无中微子双β衰变实验确定质量才有可能。发表在《物理评论C》上的一项研究为这类实验提供了关键信息。
基于锗的无中微子双β衰变（0νββ）实验为解开中微子之谜带来了巨大的希望。对这一罕见衰变过程的观察不仅为确定这些神秘粒子的性质提供了前景，而且还为确定它们的质量提供了前景，前提是控制衰变的概率是可靠的。
这种概率不是直接的实验可观测值，因此只能从理论上确定。尽管通过不同理论方法计算的概率值之间仍然存在显著差异，但理解和最小化这种差异的努力已经取得了显著进展。在所研究的结构效应中，研究表明变形（偏离球形）以及核形状对这些衰变概率值有重大影响。
具体而言，科学家预计当母核和子核呈现不同形状时概率较低，但具有相似变形的核概率较高。此外，当科学家们假设母核和子核都是球形对称时，他们发现了一个最大值。
由三角大学核实验室（TUNL）的物理学家领导的对76Ge结构的研究发现，76Ge（母体）和76Se（子体）具有不同的形状。
特别是，实验表明，虽然76Ge的基态表现出刚性三轴变形，但76Se的基态以软三轴势为特征。这些结论对于旨在确定76Ge 0νββ衰变相关概率的计算是重要的。