Nuclear transition matrix elements for neutrinoless double-$β$ decay within mechanisms involving light Majorana neutrino mass and right-handed current
采用投影Hartree-Fock-Bogoliubov(PHFB)模型,结合四种不同的配对加多极有效二体相互作用参数化和三种不同的Jastrow短程关联参数化,计算了$^{94,96}$ Zr,$^{100}$,$^{110}$ Pd,$^{128,130}$ Te和$^{150}$ Nd同位素的计算机制涉及轻马约拉纳中微子质量和右手电流。在统计学上,通过计算平均值和标准差来估计12个核跃迁矩阵元素的集合中的模型特定不确定性。对于所考虑的核,从观测到的$^{130}$ Te同位素的半衰期极限$T_{1/2}^{0ν}$中提取的轻Majorana中微子有效质量$<m_{ν}>$、右手轻子流与右手强子流的有效弱耦合$<λ>$、右手轻子流与左手强子流的有效弱耦合$<η>$的最严格轴上极限为$0.33$ eV,分别为$4.57\times 10^{-7}$和$4.72\times 10^{-9}$。
2019-01-07 nucl-th
Testing the Inverted Neutrino Mass Ordering with Neutrinoless Double-Beta Decay
我们量化了未来实验将在多大程度上测试由具有逆序质量的轻中微子介导的无中微子双β衰变的存在。虽然它仍然很难比较不同的同位素进行测量,我们发现,未来的搜索将充分测试倒序的情况下,作为一个全球性的,多同位素的努力。他们还将测试驱动衰变的其他可能机制,包括假设中微子质量遵循正常顺序的允许参数空间的大片未知区域。
2021-09-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
Chiral Two-Body Currents and Neutrinoless Double-Beta Decay in the QRPA
我们测试了一系列同位素中无中微子双β衰变的QRPA矩阵元上的轴向矢量流的两体贡献的近似处理的影响。二体项的形式和强度来源于手征有效场论。两体电流通常减少约20%的矩阵元素,而不是在壳模型计算那么多。造成这种差异的原因之一是,QRPA的标准做法是调整等oscillation配对相互作用的强度,以重现双中微子双β衰变寿命。另一个可能是更大的QRPA单粒子空间。无论是什么原因,无论是在壳模型还是QRPA中,无中微子衰变的影响都明显小于双中微子衰变。
2014-03-31 nucl-th
Uncertainties in nuclear transition matrix elements for neutrinoless $ββ$ decay II: the heavy Majorana neutrino mass mechanism
采用四种不同的对加多极型有效二体相互作用参数化和三种不同的Jastrow型短程关联参数化,讨论了重Majorana中微子交换$0^{+}\rightarrow 0^{+}$ Zr,$^{96}$ Zr,$^{98}$ Mo,$^{100}$ Mo,$^{104}$ Ru,$^{110}$ Pd,PHFB模型中的$^{128,130}$ Te和$^{150}$ Nd同位素估计约为25%。除去用Jastrow短程关联的Miller-Spenser参数化方法计算的核跃迁矩阵元,计算结果的不确定度减小了10%~ 15%。
2012-01-16 nucl-th
Uncertainties in nuclear transition matrix elements for neutrinoless $ββ$ decay within the PHFB model
本文用PHFB波函数计算了$^{94,96}$ Zr,$^{98,100}$ Mo,$^{104}$ Ru,$^{110}$ Pd,$^{128,130}$ Te和$^{150}$ Nd同位素在$0^{+}\rightarrow 0^{+}$跃迁情况下的无中微子双β衰变的核跃迁矩阵元$M^{(0ν)}$。\QCOM{35}{In addition, the consideration of}采用两(三)种不同的Jastrow型短程相关参数化,\QCOM{19}{provides us with}为每个衰变建立一组八(十二)种不同的核跃迁矩阵元素$M^{(0ν)}$,其平均值连同其标准偏差提供了模型不确定性的估计。
2011-04-20 nucl-th
Accurate shell-model nuclear matrix elements for neutrinoless double-beta decay
本文研究了一种精确计算$^{76}$ Ge的无中微子双$β$衰变壳模型核矩阵元的新方法。我们证明,与新的方法的核矩阵元具有完美的收敛性能,仅使用每个自旋的前100个中间状态,矩阵元可以计算优于1%的精度。基于对$^{48}$ Ca、$^{82}$ Se和$^{76}$ Ge同位素的无中微子双β衰变的分析,提出了一种估算平均闭合能最佳值的新方法。我们还分析了重中微子交换机制的核矩阵元,我们表明,我们的方法可以用来淬灭不同的中间自旋态的贡献。
2014-11-06 nucl-th
Neutrinoless double-$β$ decay of ${}^{82}$Se in the shell model: beyond closure approximation
最近,我们提出了一种新的方法来计算${}^{48}$ Ca的无中微子双$β$衰变($0νββ$)的标准核矩阵元。在这里,我们将这种分析扩展到${}^{82}$ Se的重要情况,它被选为即将到来的SuperNEMO实验的基本同位素。我们证明,使用一种混合的方法,考虑封闭和非封闭方法的信息,可以得到良好的收敛性能的核矩阵元素,这使得人们可以避免难以管理的计算成本。我们表明,在封闭近似的混合方法相比,有一个非常弱的依赖于平均封闭能量。矩阵元素的重中微子交换机制,可能有助于$0νββ$衰变的${}^{82}$硒也提出。
2014-05-02 nucl-th
Spin-tensor decomposition of nuclear transition matrix elements for neutrinoless double-$β$ decay of $^{76}$Ge and $^{82}$Se nuclei within PHFB approach
采用PHFB模型,通过考虑KUO和经验JUN 45有效二体相互作用的自旋张量分解,计算了$\ ^{76}$ Ge和$^{82}$ Se同位素的无中微子双$β^{-} $衰变的核跃迁矩阵元$M^{\left( K\right) }$.注意到由于轻和重Majorana中微子的交换,由于SRC对NTME $M^{\left( 0ν\right) }$和$M^{\left( 0N\right) }$的影响,分别由有效两体相互作用的中心部分最大限度地纳入,这与包含的自旋轨道和张量分量的变化量很小。平均NMEs $\overline{M}^{(0ν)}$和$\overline{M}^{(0N)}$的最大不确定度分别约为10%和37%。
2017-07-07 nucl-th
Uncertainties in nuclear transition matrix elements for $β^{+}β^{+}$ and $\varepsilon β^{+}$ modes of neutrinoless positron double-$β$ decay within PHFB model
计算了轻、重Majorana中微子交换产生的双正电子发射和电子-正电子转换模式的核跃迁矩阵元$(β^{+}β^{+})_{0ν}$和$(\varepsilon β^{+})_{0ν}$,分别对应于$^{96}$ Ru,$^{102}$ Pd,$^{106}$ Cd,$^{124}$ Cd,$^{130}$ Ba和$^{156}$ Dy同位素,采用PHFB模型,具有四种不同的配对加多极双身体的相互作用和三个不同的参数化的杰斯特罗短程相关。在所有情况下,但$^{130}$ Ba,不确定性小于14%的轻马约拉纳中微子交换和35%的重马约拉纳中微子交换。
2012-12-19 nucl-th
Neutrinoless double-beta decay matrix elements in large shell-model spaces with the generator-coordinate method
我们使用生成坐标方法和真实的壳模型相互作用来近似计算$^{48}$ Ca,$^{76}$ Ge和$^{82}$ Se的无中微子双β衰变的矩阵元。我们在一个主要壳层中研究第一种同位素,在$f_{5/2}pg_{9/2}$空间中研究第二种和第三种同位素,最后在两个主要壳层中研究所有三种同位素。我们的坐标不仅包括通常的轴向形变参数$β$,而且还包括三轴角$γ$和中子质子对振幅。在较小的模型空间中,我们的矩阵元素与全壳模型对角化的矩阵元素一致,这表明我们基于Hamilton的GCM捕获了大多数重要的价空间相关性。在两个主要的壳层中,精确的对角化目前是不可能的,我们的矩阵元素只是略有不同,从一个单一的壳层。
2017-07-13 nucl-th
Neutrinoless $ββ$ decay transition matrix elements within mechanisms involving light Majorana neutrinos, classical Majorons and sterile neutrinos
在PHFB模型中,在涉及轻Majorana中微子的机制内,$\ ^{94,96}$ Zr、$^{98,100}$ Mo、$^{104}$ Ru、$^{110}$ Pd、$^{128,130}$ Te和$^{150}$ Nd同位素的无中微子双$β$衰变的核跃迁矩阵元的不确定性,经典的Majorons和不育中微子是通过考虑16个集合来统计估计的使用有效二体相互作用的配对加多极类型的四种不同参数化、两组形状因子和短程相关的Jastrow类型的两(三)种不同参数化计算的(二十四)个矩阵元素。在涉及轻Majorana中微子和经典Majorons的机制中,最大不确定度约为15%,在无菌中微子的情况下,在没有(有)Jastrow短程关联和Miller-Spencer参数化的情况下,最大不确定度约为4(9)%-20(36)%,取决于所考虑的无菌中微子质量。
2013-12-23 nucl-th
Evaluation of the resonance enhancement effect in neutrinoless double-electron capture in 152Gd, 164Er and 180W atoms
本文研究了152 Gd、164 Er和180 W原子的共振无中微子双电子俘获(0 nECEC)过程,以及基态到基态的核跃迁。相应的矩阵元计算内变形QRPA使用现实的Bonn-CD核子核子相互作用。使用这些过程的Q值的最新精密度数据估计半衰期。最后讨论了152 Gd、164 Er和180 W等同位素nECEC的实验研究前景。
2011-11-29 hep-ph nucl-th
Neutrinoless $ββ$ decay nuclear matrix elements in an isotopic chain
本文分析了镉同位素无中微子双β衰变的核矩阵元。采用能量密度泛函方法,包括对称性恢复和形状混合等超出平均场效应。强壳层效应被发现与初始和最终核的基本原子核结构有关。此外,我们表明,NME的两个中微子双β衰变评价的封闭近似,$M^{2ν}_{\mathrm{cl}}$,显示一个恒定的比例相对于Gamow-Teller部分的中微子NME,$M^{0ν}_{\mathrm{GT}}$。这开启了从$β^{\mp}$ Gamow-Teller强度函数确定$M^{0ν}_{\mathrm{GT}}$矩阵元素的可能性。最后讨论了形变、配对、组态混合和壳效应在NME中的相互作用。
2012-10-11 nucl-ex nucl-th
Neutrinoless Quadruple Beta Decay
指出即使中微子是狄拉克粒子,轻子数破坏也是可能的。我们通过构建一个简单的模型来说明这一点,该模型只允许四个单位的轻子数破坏。因此,无中微子的双β衰变被禁止,但无中微子的四倍β衰变是可能的:$(A,Z) \to (A,Z+4) + 4 e^-$。我们确定了三个候选同位素这种衰变,最有希望的一个是Nd-150,由于其高$Q_{0ν4β}$ -值为2兆电子伏。类似的过程,如无中微子四重电子俘获,也是可能的。预期寿命非常长,实验搜索具有挑战性。
2013-07-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
Ab initio short-range nuclear matrix elements for neutrinoless double-beta decay
TRIUMF(特柳姆夫实验室);McGill University(麦吉尔大学);University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学);ExtreMe Matter Institute EMMI, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH(极端物质研究所EMMI,GSI重离子研究中心有限公司)
本文基于不同核力计算中程中微子less双β衰变核矩阵元素,结合有效价空间哈密顿量和一致转换的衰变算子,得到与现象学一致但通常更小的矩阵元素值,并结合当前实验限制约束无味中微子混合-质量参数空间。
2026-09-01 nucl-th
Empirical Survey of Neutrinoless Double Beta Decay Matrix Elements
无中微子双β衰变一直是密集的理论工作的主题,因为它代表了发现中微子是否是马约拉纳粒子的唯一实用方法,以及轻子数是否是守恒的量子数。本文从未来大规模实验研究无中微子双β衰变的角度,评述了现有的矩阵元和相空间因子的计算方法。有些出乎意料的是,出现了相空间和核矩阵元平方之间的一致逆相关。因此,没有一种同位素是有利或不利的;对于任何给定的马约拉纳质量值,所有同位素的每单位质量衰变率都是定性相同的。
2013-01-07 hep-ph nucl-ex nucl-th
Neutrinoless double beta decay experiments
无中微子双β衰变的研究在中微子物理中具有极其重要的意义。它被认为是探测中微子基本性质和确定中微子质量的镀金通道。从实验角度出发,探索了大约九种不同的同位素。在一般性介绍之后,对核矩阵元计算和支持性测量进行了简短的讨论。目前的实验状态的双β搜索,然后由一个简短的讨论的想法和建议,大规模的实验。
2006-10-04 hep-ex hep-ph nucl-ex
Constraints on light neutrino parameters derived from the study of neutrinoless double beta decay
对无中微子双β($0 ββ$)衰变模式的研究可以为我们提供关于中微子性质,特别是电子中微子绝对质量的重要信息。在这项工作中,我们修改了目前的中微子质量参数的限制来自实验感兴趣的核的$0 ββ$衰变分析。我们使用最新的结果相空间因子(PSF)和核矩阵元素(NME),以及实验寿命的限制。对于PSF,我们使用最近报道的改进方法计算的值。对于NME,我们使用从文献中选择的值,在个案的基础上,利用社区达成的共识,在他们的计算中使用的几个核成分。因此,我们试图限制的范围内的传播的NME值计算与不同的方法,从而减少不确定性,推导出的马约拉纳中微子质量参数的限制。我们的研究结果可能是有用的,有一个最新的图像与$0 ββ$测量不同同位素的中微子质量灵敏度,并更好地估计中微子质量的值的范围,可以探索在未来的双β衰变(DBD)实验。
2014-05-02 nucl-th
Shape and pairing fluctuations effects on neutrinoless double beta decay nuclear matrix elements
本文用包含形变和对涨落的能量密度泛函方法计算了最有希望探测无中微子双β衰变的核矩阵元。该方法保留了粒子数和角动量对称性,可以应用于任何衰变,而无需额外的微调。计算中采用有限程密度相关的Gogny力。相对于没有包含配对波动的情况下发现的NME中的$10\%-40\%$的增加被获得,减少了这些同位素的预测半衰期。
2014-01-03 hep-ph nucl-ex nucl-th
Arbitrary mass Majorana neutrinos in neutrinoless double beta decay
我们重新研究了无中微子双β(NLDBD)衰变的机制,通过与任意质量mN的重Majorana中微子N交换介导的,与电子中微子稍微混合。通过假设这种机制的主导地位,我们更新了著名的NLDBD-衰变排除图中的质量混合角平面考虑到最近的进展,在准粒子随机相位近似和改进的实验范围内的NLDBD-衰变半衰期的Ge-76和Xe-136的核矩阵元素的计算。我们还考虑了已知的公式近似的mN依赖的NLDBD衰变核矩阵元在一个简单的明确的形式。我们分析其准确性,并指定相应的参数,允许一个容易地计算NLDBD衰变半衰期任意mN的所有实验感兴趣的同位素,而不诉诸真正的原子核结构计算。
2014-11-08 hep-ph nucl-th
Ab initio studies of double Gamow-Teller transition and its correlation with neutrinoless double beta decay
利用手征相互作用和几种{ \em ab initio}方法计算了一系列同位素基态到基态的双Gamow-Teller跃迁的核矩阵元,并探讨了这些核矩阵元与轻Majorana中微子交换产生的无中微子双β衰变的核矩阵元之间的相关性.当我们考虑了{ \em ab initio}计算的所有同位旋守恒跃迁和同位旋变化跃迁的NME时,我们得到了很强的相关性.然而,对于实验相关的同位旋变化跃迁本身,相关性较弱,可能无助于减少无中微子双β衰变的NME的不确定性。
2022-07-07 hep-ph nucl-ex nucl-th
Neutrinoless double-beta decay from an effective field theory for heavy nuclei
我们在有效场论中研究了重核的无中微子双β衰变。由于EFT的低能常数不能拟合到这种未观察到的衰变的数据,我们遵循另一种策略,通过与双Gamow-Teller跃迁的相关性来约束这些。最近发现这种相关性适用于壳模型计算、能量密度泛函和其他原子核结构模型。因此,我们首先计算了重核EFT中双重Gamow-Teller跃迁的核矩阵元。EFT不确定度与相关不确定度的结合使得能够以量化的不确定度预测广泛同位素的无中微子双β衰变的核基质元素。一般来说,EFT预测较小的核矩阵元素相比,其他方法,但我们的EFT结果与最近的从头计算是一致的。
2022-09-23 nucl-ex nucl-th
Neutrinoless $ββ$ decay in the interacting boson model based on the nuclear energy density functionals
本研究在基于核能密度泛函的相互作用玻色子模型中计算无中微子双β衰变核矩阵元,确定模型哈密顿量与跃迁算符,对比不同方法结果并分析参数敏感性。
2025-11-18 nucl-ex nucl-th
New physics effects on neutrinoless double beta decay from right-handed current
通过与标准机制的比较,研究了新物理贡献对右手电流引起的无中微子双β衰变的影响。如果轻中微子从左右对称模型中的II型跷跷板获得质量,其中I型贡献被抑制到可以忽略的程度,则右手PMNS矩阵与左手PMNS矩阵相同,这使得它具有高度可预测性,并且可以在下一代实验中进行测试。这是非常有吸引力的,特别是最近的宇宙学约束有利于正常的层次下,无中微子双β衰变太小,除非新的物理出现,如最近在ATLAS观察到的diboson过剩。左手和右手电流的相对贡献可以用两种不同同位素的寿命之比以及核矩阵元素的比率来重建。这样,在核矩阵元计算中的理论不确定性可以从根本上避免。我们还讨论了无中微子双β衰变测量与宇宙学、β衰变和中微子振荡的相互作用。
2015-08-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Nuclear deformation and neutrinoless double-$β$ decay of $^{94,96}$Zr, $^{98,100}$Mo, $^{104}$Ru, $^{110}$Pd, $^{128,130}$Te and $^{150}$Nd nuclei in mass mechanism
在Hartree-Fock-Bogoliubov框架下研究了$^{94,96}$ Zr,$^{98,100}$ Mo,$^{104}$ Ru,$^{110}$ Pd,$^{128,130}$ Te和$^{150}$ Nd同位素的$0^{+}\to 0^{+}$跃迁的$(β^{-}β^{-})_{0ν}$衰变.在我们早期的工作中,通过获得理论计算的光谱性质,即yrast光谱,约化的$B(E2$之间的总体一致性,已经建立了参与上述核的$β^{-}β^{-}$衰变的HFB本征波函数的可靠性:$0^{+}\to 2^{+})$跃迁几率,四极矩$Q(2^{+})$,旋磁因子$g(2^{+})$以及$0^{+}\to 0^{+}$跃迁的半衰期$T_{1/2}^{2ν}$和可用的实验数据。在目前的工作中,我们研究的$(β^{-}β^{-})_{0ν}$衰变的$0^{+}\to 0^{+}$过渡的质量机制和提取限制轻,以及从观察到的半衰期$T_{1/2}^{0ν}(0^{+}\to 0^{+})$使用核过渡矩阵元素计算与相同的波函数。此外,变形的影响所需的研究质量机制中的$(β^{-}β^{-})_{0ν}$衰变的核过渡矩阵元素进行了研究。我们注意到形变对$(β^{-}β^{-})_{2ν}$和$(β^{-}β^{-})_{0ν}$衰变中核跃迁矩阵元的影响是大致相同的。
2009-07-06 nucl-th
Uncertainty Quantification of the $^{76}$Ge Neutrinoless Double-Beta Decay Nuclear Matrix Element
Central Michigan University(中密歇根大学);International Center for Advanced Training and Research in Physics (CIFRA)(国际高级培训与物理研究中心);Institute of Atomic Physics (IFA)(原子物理研究所)
本文通过统计方法对$^{76}$Ge中无中微子双β衰变的核矩阵元素进行不确定性量化,结合有效相互作用的两体矩阵元素系统性波动,利用贝叶斯模型平均框架和经验能谱数据,得到核矩阵元素的分布并评估其理论不确定性。
2026-05-20 nucl-th
Testing the importance of collective correlations in neutrinoless $ββ$ decay
我们研究了集体运动理论在多大程度上可以捕获决定无中微子双β衰变的核矩阵元素的物理学。为此,我们计算了一系列同位素在完整的$pf$壳层的矩阵元素,省略了没有自旋轨道合作伙伴。包含isoscillation配对,一个可分离的集体哈密顿量,来自壳模型的有效相互作用再现完整的壳模型矩阵元素具有良好的精度。一个版本的发电机坐标方法,包括作为一个坐标的等腰配对振幅也再现壳模型的结果很好,一个令人鼓舞的结果集体运动的理论,它可以包括更多的单粒子轨道比壳模型。我们简要地研究了与实验性双β衰变搜索相关的较重的核,其中所有自旋轨道伙伴的壳模型计算是不可行的;我们的估计表明,isoscillation配对在这些核中也起着重要作用,尽管我们不太能够精确地量化。
2016-01-12 hep-ph nucl-ex nucl-th
Predicting the neutrinoless double-beta decay matrix element of $^{136}$Xe using a statistical approach
本研究基于相互作用壳模型并采用三个独立有效哈密顿量,对$^{136}$Xe的$0νββ$核矩阵元进行统计分析,给出其概率分布及90%置信区间。
2023-02-07 hep-ph nucl-th
Shell model predictions for $^{124}$Sn double-beta decay
无中子双β($0 νββ$)衰变是一种很有前途的超标准模型过程。双中微子双β($2 νββ$)衰变是一个由标准模型允许的相关过程,在大约10种同位素中观察到,包括衰变到子体的激发态。$^{124}$ Sn是第一个通过实验研究其双β衰变模式的同位素,尽管最近的努力很少,但迄今为止还没有看到任何信号。壳模型计算能够可靠地预测$2 νββ$的衰变半衰期。在这里,我们使用壳模型计算来预测$^{124}$ Sn的$2 νββ$衰变半衰期。我们的结果与现有的准粒子无规相位近似(QRPA)结果有很大的不同,我们设想它们将有助于指导未来的实验。我们还提出了两个潜在的竞争机制的$^{124}$ Sn的$0 νββ$衰变壳模型核矩阵元素。
2015-11-11 nucl-th
Positron-Emitting and Electron-Capturing Double-Beta Processes in the Standard Model and Beyond
Institute of Physics, Silesian University in Opava(俄帕瓦西里西亚大学物理研究所);Finnish Institute for Educational Research, University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学芬兰教育研究所);International Center for Advanced Training and Research in Physics (CIFRA)(国际高级物理培训与研究中心);Department of Physics, University of California Berkeley(加州大学伯克利分校物理系)
研究正电子发射和电子俘获双贝塔衰变模式,作为传统双贝塔衰变的补充探针,分析候选同位素并提供核矩阵元和相空间因子,评估标准模型及无中微子通道的灵敏度。
2026-06-25 hep-ph nucl-ex nucl-th
Ab initio calculations of neutrinoless $ββ$ decay refine neutrino mass limits
本研究利用从头算核理论计算了无中微子双β衰变的核矩阵元,发现其通常小于唯象模型结果,挑战了未来吨级实验的探测范围和中微子质量倒序层级的探测主张。
2023-07-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Correlation of neutrinoless double-beta decay nuclear matrix elements with nucleon-nucleon phase shifts
本文用价空间IM-SRG结合机器学习仿真器,发现0νββ衰变核矩阵元与^1S_0核子散射相移在75 MeV以上强相关,并主要由C_{1S0}低能常数决定。
2024-08-04 hep-ex hep-ph nucl-ex
Global Ab initio Neutrino Mass Limits from Neutrinoless Double-Beta Decay
TRIUMF;University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学);GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH(GSI亥姆霍兹重离子研究中心有限公司);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);McGill University(麦吉尔大学)
结合最新无中微子双贝塔衰变实验和从头算核理论,在贝叶斯框架下给出马约拉纳中微子质量的全局上限,发现当前实验灵敏度尚未覆盖中微子振荡允许的质量区间,但下一代多同位素联合可覆盖反质量顺序。
2026-06-08 hep-ex hep-ph nucl-th
A Search for various Double Beta Decay Modes of Cd, Te and Zn Isotopes
利用CdTe和CdZnTe半导体探测器探测了Cd、Zn和Te同位素的各种双β衰变模式。数据集在低于1 MeV的能量范围内分裂,统计值为134.5 g $\cdot$ d,在高于1 MeV的能量范围内分裂,统计值为532 g $\cdot$ d。在调查的所有通道中均未观察到信号。本文给出了双β同位素中最长的无中微子双β衰变极限--$T_{1/2} > 1.3 \cdot 10^{16} yrs$(90%CL)的Zn_(70)和$T_{1/2} > 2.2 \cdot 10^{16} yrs$(90%CL)的Te_(120)的0 $νβ^+$ EC的新改进极限。首次获得了$T_{1/2} > 9.4 \cdot 10^{15} yrs$的$^{120}$ Te的2 $ν$ ECEC的半衰期限值(90% CL)。此外,Cd 106、Cd 108和Zn 64的基态跃迁的2 $ν$ ECEC极限也得到改善.即使在粗糙的背景条件下所获得的结果表明,碲化镉半导体探测器的可靠性罕见的核衰变搜索。
2003-04-08 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutrinoless Double Beta Decay, the Inverted Hierarchy and Precision Determination of theta(12)
如果有效质量的极限低于理论上可能的最小值,那么用无中微子的双β衰变实验来排除反中微子等级是可能的。我们强调,这个下限强烈地依赖于太阳中微子混合角的值:它引入了一个因素的不确定性2在其目前的3西格玛范围内。如果实验不是无背景的,则有效质量的2倍对应于实验参数运行时间、检测器质量、背景水平和能量分辨率的16倍的组合改进。因此,更精确地确定θ(12)对于解释实验结果和评估未来实验的潜力和要求至关重要。我们给出了Q值大于2 MeV的所有双β衰变同位素的所需半衰期,以排除(和接触)倒置等级制度。使用并比较了来自6个不同组的核基质元素以及它们的误差。我们仔细地把各种公约问题的计算放在平等的基础上。我们还使用我们的矩阵元素的汇编,以给出给定的半衰期值的有效质量的可达值。
2011-04-17 hep-ex hep-ph nucl-ex
Sterile neutrinos and neutrinoless double beta decay in effective field theory
研究了无中微子双β衰变衰变($0νββ$).这些规范单重态场可以通过可重整化的汤川耦合以及标准模型有效场论中的高维规范不变算子与标准模型(SM)场相互作用。在GeV尺度下,我们使用包含无菌中微子的手征有效场论,将夸克和胶子水平上的算符与包含π介子和核子的强子相互作用联系起来。这使我们能够得到一个表达式的$0νββ$率的各种同位素的相空间因子,强子低能常数,核矩阵元,中微子的质量,和威尔逊系数的高维运营商。所需的强子低能常数和核矩阵元素依赖于中微子的质量,我们得到的插值公式接地QCD和手征微扰理论,改善现有的公式,只在一个小的中微子质量的制度是有效的。由此产生的框架可以直接用于评估的影响,$0νββ$实验的情况下,轻无菌中微子,并应证明是有用的无菌中微子搜索的全球分析。我们进行了几个唯象研究的$0νββ$在无菌中微子的存在下,有和没有高维运营商。我们发现,非标准的相互作用,涉及无菌中微子$0νββ$现象有显着的影响,下一代实验可以探测这种相互作用的规模高达$\mathcal O(100)$ TeV。
2020-06-14 hep-ph nucl-ex nucl-th
$ν$DoBe -- A Python Tool for Neutrinoless Double Beta Decay
$ν$DoBe是一个Python工具,基于SMEFT中直至维度9的轻子数破坏算符,自动计算所有实验相关同位素的无中微子双β衰变($0νββ$)速率、电子谱和角关联,处理重整化群演化及低能匹配,支持自定义核矩阵元素,并生成解析、数值表达式与图表。
2023-09-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Direct Calculation of the Two-Neutrino Double-Beta Decay Rate Including the Full Lepton-Energy Dependence
International Center for Advanced Training and Research in Physics(国际高级物理培训与研究中心);Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering(霍里亚·胡利贝伊国家物理与核工程研究所);Department of Physics, University of Bucharest(布加勒斯特大学物理系)
提出一种耦合核结构与轻子运动学的方法,精确计算双中微子双贝塔衰变速率,对$^{82}$Se和$^{136}$Xe同位素展示与近似方法的偏差,并扩展至无中微子双贝塔衰变。
2026-09-15 nucl-th
Nuclear matrix elements of neutrinoless double-beta decay in covariant density functional theory with different mechanisms
本文基于多参考协变密度泛函理论计算了五种候选核中无中微子双贝塔衰变的核矩阵元,并利用结果约束轻子数破坏算符的Wilson系数,发现MR-CDFT给出最严格约束且不同核模型对参数空间影响有限。
2024-07-18 hep-ph nucl-ex nucl-th
Theory of neutrinoless double beta decay
无中子双β衰变是一个古老而又难以捉摸的过程。它的观测将表明轻子数是不守恒的,中微子是马约拉纳粒子。更重要的是,这是我们确定中微子绝对质量尺度在几十meV水平的最大希望。为了实现最后一个目标,必须克服涉及粒子、核和实验物理的某些障碍。核物理对于从数据中提取有用的信息很重要。人们必须准确地评估相关的核基质元素,这是一项艰巨的任务。为此,我们回顾了最近开发的复杂的原子核结构方法,这些方法使我们相信可以可靠地计算出所需的核矩阵元素。从实验的角度来看,这是具有挑战性的,因为生命周期很长,而且必须与强大的背景作斗争。如果找到了信号,那将是一个巨大的成就。然后,当然,真正的任务将是从观测中提取中微子质量。这并不是微不足道的,因为目前的粒子模型预测了中微子质量以外的许多机制的存在,这些机制可能有助于甚至主导这一过程。我们将特别考虑以下过程:(i)中微子诱导,但中微子质量无关的贡献。(ii)重的左手和/或右手中微子质量贡献。(iii)中间标量(双电荷等)。(iv)超对称(SUSY)贡献。我们将证明,如果在足够数量的核同位素中搜索反应的所有特征,就有可能解开各种机制,并明确地提取重要的中微子质量尺度。
2012-06-05 hep-ph nucl-ex nucl-th
First results on double beta decay modes of Cd, Te and Zn isotopes with the COBRA experiment
四个1立方厘米的碲锌镉半导体探测器在格兰萨索国家实验室运行,以探索这种设备用于COBRA实验中提出的双β衰变搜索的可行性。这项研究涉及背景研究,并伴随着在表面进行的能量分辨率测量。能量分辨率足以将双中微子双β衰变事件的贡献降低到可忽略的水平,用于大规模实验,已经实现,预计将进一步改进。使用活性测量的污染物在所有建筑材料的背景模型的帮助下,蒙特卡罗模拟和主要的背景源被确定。已积累了4.34公斤/天的地下总照射量数据,可用于寻找CdZnTe中发现的七种同位素的无中微子双β衰变模式。半衰期限度(90% C.L.)的衰变到基态和激发态。得到了四个改进的下限,其中Zn 64和Te 120到基态的零中微子双电子俘获跃迁分别为1.19*10^{17}年和2.68*10^{15}年。
2007-07-18 hep-ph nucl-ex nucl-th
Majorana neutrino mass constraints in the landscape of nuclear matrix elements
我们讨论了最新的约束马约拉纳中微子质量$m_{ββ}$从中微子双β衰变($0νββ$)搜索实验中使用不同的同位素:KamLAND-Zen和EXO($^{136}$),GERDA和MAJORANA($^{76}$ Ge)和CUORE($^{130}$ Te)。最佳拟合和上限$m_{ββ}$探讨在一般景观的核基质元素(NME),以及为特定的NME值在代表性的核模型。通过二次形式近似$0νββ$信号的似然性,分离和组合的同位素数据的分析变得非常简单,并且允许阐明多同位素数据组合的各个方面。特别是,我们分析了不同的数据在设置上界$m_{ββ}$的相对影响,以及导致非零$m_{ββ}$在最佳拟合的条件,为变量值的NME。以图形和数字形式报告了各种数据组合的$m_{ββ}$的详细结果。对未来的$0νββ$数据分析和NME计算的影响进行了简要讨论。
2023-02-08 hep-ex hep-ph nucl-ex
Virtual Majorana Neutrinos and the Minimum Neutrino Mass Scale in Neutrinoless Double-Beta Decay
本研究围绕无中微子双β衰变展开,通过分析虚马约拉纳中微子波函数重叠的作用,结合中微子振荡实验参数确定了正、倒质量序下的最小中微子质量,进而计算有效马约拉纳质量并估算了关键同位素的衰变半衰期,为绝对中微子质量标度提供了参考。
2025-03-20 hep-ph nucl-ex nucl-th
Limits on Lorentz and CPT violation from double beta decay
研究了中微子扇区中Lorentz不变性和CPT不变性的偏离及其在双β衰变中的可观测效应。对双中微子双β衰变,不同同位素的谱畸变及其性质进行了表征。研究了Lorentz破坏的Majorana耦合,发现即使Majorana质量可以忽略不计,也能触发无中微子双β衰变。现有的数据被用来获得$5 \times 10^{-9}$的第一个限制为18个单独的系数和可达到的灵敏度在当前和未来的实验。
2014-02-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Two-neutrino double-beta decay in pionless effective field theory from a Euclidean finite-volume correlation function
某些核同位素的双中微子双β衰变是自然界中观察到的最罕见的标准模型过程之一。它的无中微子对应物是一种奇异的轻子数非守恒过程,被广泛寻找以确定中微子是否是马约拉纳费米子。为了将这些过程的速率与标准模型联系起来,并超越标准模型的相互作用,必须从理论上可靠地约束相应的核基质元素。格子量子色动力学(LQCD)和低能有效场论(EFT)被认为在限制双核子过程的矩阵元方面发挥着重要作用,这反过来又可以为较大同位素的从头计算提供输入。聚焦于双中微子过程$nn \to pp \, (ee \barν_e\barν_e)$,振幅在这项工作中构建的无介子EFT在次领先的顺序,证明了重整化尺度独立振幅的出现,并没有任何新的低能常数在这个顺序超出目前在单弱过程。最重要的是,它示出了如何在欧几里得和有限体积时空的LQCD四点关联函数可以用来约束的Minkowski无限体积振幅的EFT。相同的形式主义提供了相关的单弱过程,这是一个输入的双$β$衰减形式主义。对双弱振幅的LQCD-EFT匹配过程的概述铺平了道路,以限制两核子矩阵元进入中微子无双β衰变振幅与轻马约拉纳中微子。
2020-12-29 hep-lat hep-ph nucl-th
Determining the leading-order contact term in neutrinoless double $\boldsymbolβ$ decay
我们提出了一种方法来确定的领先级(LO)接触项的$nn \to pp e^-e^-$振幅通过交换轻马约拉纳中微子。我们的方法是基于表示的振幅作为一个已知的内核的动量积分(正比于中微子传播)倍的广义前向康普顿散射振幅$n(p_1) n(p_2) W^+ (k) \to p(p_1^\prime) p(p_2^\prime) W^- (k)$,在类比的Cottingham公式的电磁贡献强子质量。我们构建模型独立的被积函数的代表性在低和高动量区域,通过手征EFT和算子乘积展开,分别。然后,我们通过在这两个区域之间进行插值,使用适当的核子因子的弱电流和信息的$N\! N$散射在$^1S_0$通道远离阈值的全振幅构建一个模型。通过匹配以这种方式获得的LO手征EFT振幅的振幅,我们获得相关的LO接触项,并讨论各种来源的不确定性。我们通过计算模拟$I = 2$ $N\! N$接触项和再现,在不确定性,电荷独立性打破贡献的$^1S_0$ $N\! N$散射长度的方法进行验证。虽然我们的分析是在$\overline{\rm MS}$计划中进行的,我们表示我们的最终结果的方案无关的重整化振幅${\cal A}_ν(|{\bf p}|,|{\bf p}^\prime|)$在阈值附近的一组运动学点。我们说明了两个截止计划如何,使用我们的合成数据${\cal A}_ν$,可以确定在任何正规化计划,特别是在核…
2021-06-08 hep-lat hep-ph nucl-th
Multipolar correlations and deformation effect on nuclear transition matrix elements of double-$β$ decay
在PHFB框架下研究了$^{94,96}$ Zr,$^{98,100}$ Mo,$^{104}$ Ru,$^{110}$ Pd,$^{128,130}$ Te和$^{150}$ Nd同位素的$0^{+}\to 0^{+}$跃迁的两个中微子和无中微子双β衰变.结果发现,十六极相关的影响可以同化基本上作为四极-四极相互作用的重整化。通过独立改变母核和子核中四极关联的强度,研究了形变对核跃迁矩阵元的影响。作为母核和子核的变形参数的差异的函数的核过渡矩阵元素的变化表明,在一般情况下,前者往往是最大的相同的变形和他们减少的变形参数的差异的增加,表现出非常相似的趋势为$(β^{-}β^{-})_{2ν}$和$(β^{-}β^{-})_{0ν}$过渡矩阵元素。
2009-07-06 nucl-th
The MONUMENT Experiment: Ordinary Muon Capture studies for 0$νββ$ decay
MONUMENT实验通过测量⁷⁶Se和¹³⁶Ba上的普通μ子俘获,检验0νββ衰变相关虚跃迁,并介绍2021年装置、DAQ、校准分析及探测器性能。
2024-04-19 nucl-ex nucl-th
The $0νββ$-decay nuclear matrix element for light and heavy neutrino mass mechanisms from deformed QRPA cacluations for $^{76}$Ge, $^{82}$Se, $^{130}$Te, $^{136}$Xe and $^{150}$Nd with isospin restoration
在这项工作中,与恢复的同位旋对称性,我们评估了无中微子双β衰变核矩阵元素$^{76}$ Ge,$^{82}$ Se,$^{130}$ Te,$^{136}$ Nd和$^{150}$ Nd的轻和重中微子质量机制使用变形QRPA方法与现实的力量。我们给出了核矩阵元在不同中间态和核子对上的详细分解,并讨论了模型空间截断对这些分解的影响。球形计算相比,我们的结果表明,减少从$30\%$约$60\%$的核矩阵元素的计算同位素主要是由于BCS重叠因子的存在下,初始和最终的基态。不同核子-核子力与相应短程关联(src)的比较表明,选择NN力对轻中微子交换机制产生了大致的PDMATHAMT偏差,而对重中微子交换机制产生了更大的偏差。
2018-03-28 hep-ph nucl-th
Interplay between non-interfering neutrino exchange mechanisms and nuclear matrix elements in $0νββ$ decay
本文在吨级实验背景下重新分析轻、重马约拉纳中微子非干涉交换介导的0νββ衰变,利用现有与未来多同位素数据推导联合上限,揭示NME不确定性对轻、重机制相对贡献的偏置影响,并强调改进NME计算对多同位素搜寻的重要性。
2023-09-20 hep-ex hep-ph nucl-ex