Neutrinoless double beta decay
K. Zuber
讨论了无中微子双β衰变的物理势。此外，实验的考虑，以及目前的实验状态。最后展望了未来的工作，核矩阵元素和替代工艺。
The physics potential of neutrinoless double beta decay is discussed. Furthermore, experimental considerations are presented as well as the current status of experiments. Finally an outlook towards the future, work on nuclear matrix elements and alternative processes is given.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Chiral two-body currents in nuclei: Gamow-Teller transitions and neutrinoless double-beta decay
我们表明，手征有效场论（EFT）的两体电流提供了重要的贡献，低动量转移的Gamow-Teller跃迁的淬火，并使用手征EFT预测的动量转移依赖性，在无中微子双β衰变探测。然后，我们首次计算了基于手征EFT电流的无中微子双β衰变算符，并研究了连续阶的核矩阵元。手性两体电流的贡献是显着的，应该包括在所有的计算。
What can we learn from neutrinoless double beta decay experiments?
我们评估如何以及下一代无中微子双β衰变和正常中微子β衰变实验可以回答四个基本问题。1)如果无中微子双β衰变搜索没有检测到信号，并且已知光谱是反层次的，我们是否可以得出中微子是狄拉克粒子的结论？2)如果无中微子双β衰变搜索结果为负，而下一代普通β衰变实验检测到中微子质量标度，我们是否可以得出中微子是狄拉克粒子的结论？3)如果在一个大中微子质量元素中观察到无中微子双β衰变，那么中微子的总质量是多少？4)如果观测到了无中微子双β衰变，但下一代β衰变寻找中微子的质量只设定了一个质量上限，我们能否确定质量等级是正常的还是颠倒的？我们的答案基于下一代无中微子双β衰变实验的预期性能和核矩阵元计算精度的模拟。
The Physics of Neutrinoless Double Beta Decay: A Primer
无中微子双β衰变是一个假设的放射性过程，如果观测到，将证明中微子是马约拉纳费米子：一种是自己的反粒子的粒子。在这一系列讲座中，我将讨论马约拉纳费米子的物理学，以及中微子质量的性质与无中微子双β衰变之间的联系。本文回顾了狄拉克旋量和马约拉纳旋量，讨论了区分马约拉纳费米子和狄拉克费米子的方法，概括地导出了中微子质量与双β衰变率之间的关系。最后，我们简要总结了实验的景观和搜索这个难以捉摸的过程所面临的挑战。
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。
Pinning down the mechanism of neutrinoless double beta decay with measurements in different nuclei
对一种同位素的无中微子双β衰变的测量不能确定其物理机制。本文通过比较不同同位素半衰期测量值的比值，讨论了无中微子双β衰变机制的判别。分析了六个新物理对无中微子双β衰变的贡献的突出例子。我们发现，在相应的半衰期的比例的变化从60%的超对称模型的额外的维和左右对称机制的5-20的因素。
What do we know about neutrinoless double-beta decay nuclear matrix elements?
对无中微子双β衰变的探测将确立中微子的马约拉纳性质。此外，如果这个过程的核矩阵元素是可靠的，实验寿命将提供有关中微子绝对质量和层次的宝贵信息。本文综述了无中微子双β衰变矩阵原子核结构计算的现状，并讨论了为满足对精确核矩阵元的要求而需要解决的一些关键问题。
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。
Neutrinoless Double Beta Decay
本文综述了利用无中微子双β衰变$(A,Z) \to (A,Z+2) + 2 e^-$探测新物理的潜力。讨论了标准的长程轻中微子机制和由重粒子介导的短程机制。我们也强调在对撞机的轻子数违反和重子生成的影响方面的连接。
Complementarity of Neutrinoless Double Beta Decay and Cosmology
无中微子双β衰变实验限制了中微子参数的一种组合，而宇宙测量则限制了另一种组合。这种互补性开启了一系列令人兴奋的可能性。如果中微子是马约拉纳粒子，并且中微子质量遵循倒置的层次结构，那么即将进行的两组实验都将检测到信号。结合的约束不仅将确定中微子的质量，而且还将约束马约拉纳相之一。如果这个层次是正常的，那么下一代的实验不太可能探测到β衰变，但是宇宙巡天可以限制质量的总和相对较重，从而产生一个无中微子双β衰变率的下限，因此是下一代β衰变实验的论据。在这种情况下，相位的组合也将受到约束。
Quasiparticle random phase approximation uncertainties and their correlations in the analysis of neutrinoless double beta decay
在准粒子无规相位近似下估计了无中微子双β衰变的核矩阵元的方差和协方差。结果表明，关联NME不确定度在不同核的无中微子双β衰变速率的比较中起着重要作用，它们与重建的Majorana中微子质量的不确定度是简并的.
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。
Large Hadron Collider probe of supersymmetric neutrinoless double beta decay mechanism
在标准模型的最小超对称扩展中，一个非零轻子数违反耦合的情形预言了LHC的无中微子双β衰变衰变和共振单轻子产生。我们表明，在这种情况下，如果在下一代实验中发现无中微子双β衰变，在LHC上观察单slepton产生存在良好的前景。无中微子双β衰变可能是由不同的来源（例如非零的马约拉纳中微子质量）引起的。因此，在大型强子对撞机上产生的共振单slepton可以区分无中微子双β衰变机制和其他机制。
Addendum to: QRPA uncertainties and their correlations in the analysis of neutrinoless double beta decay
在以前的文章[Phys. Rev. D 79，053001（2009）]中，我们在准粒子无规相位近似（QRPA）中估计了与无中微子双β衰变（0 nu β β）的核矩阵元（NME）相关的不确定性。这种估计包括最近对NME的独立计算，因此仍然可以提供核模型不确定性的公平代表。在这种情况下，我们比较了Ge-76中0 nu β β衰变的声明与最近在Ge-136和其他核中的负结果，并推断了在90% C. L.时允许或排除的寿命范围。我们还强调了一些问题，应加以解决，以适当地比较和结合来自不同的0 nu β β衰变候选核的结果。
Neutrinoless double beta decay and neutrino physics
本文评述了中微子物理与无中微子双β衰变的关系。在介绍了PMNS矩阵的现状以及中微子质量和轻子混合的理论背景之后，我们将总结中微子物理对双β衰变的各种意义。本文还讨论了光无菌中微子和其它奇异的三中微子图象的修正对结果的影响。
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。
No-go for detecting CP violation via neutrinoless double beta decay
本文给出了无中微子双β（0νββ）衰变探测到CP破坏的太阳振荡振幅的必要条件。它只取决于中微子质量矩阵的ν_e-ν_e元中的分数不确定度。我们证明，即使在对未来实验对绝对中微子质量标度的敏感性以及对有助于0νββ衰变的核矩阵元的计算精度非常乐观的假设下，也不可能检测到由马约拉纳相引起的中微子CP破坏。
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。
Constraining neutrinoless double beta decay
一类离散的基于味对称性的模型预测约束中微子质量矩阵方案，导致特定的中微子质量求和规则（MSR）。我们展示了这些理论如何限制中微子质量的绝对尺度，在大多数情况下导致无中微子双β衰变有效振幅的下限。
Shake-up and shake-off effects in neutrinoless double-beta decay
本研究重新分析无中微子双β衰变中的震激与震脱效应，澄清Q值降低源于末态原子激发，并提出原位实验验证及对双中微子衰变谱形的影响。
Octupole correlations in low-lying states of 150Nd and 150Sm and their impact on neutrinoless double-beta decay
我们提出了一个发电机坐标计算，相对论能量密度泛函的基础上，在同位素$^{150}$ Nd和$^{150}$ Sm和核矩阵元素，控制的第一个同位素的无中微子双β衰变的低位光谱的第二个。我们仔细研究了八极相关对原子核结构和双β衰变矩阵元的影响。八极相关性降低了两个原子核的四极集体性。然而，形状起伏稀释了八极形变对双β衰变矩阵元的影响，使得八极诱导的整体猝灭仅为约7%。
Neutrinoless Double Beta Decay in Particle Physics
无中子双β衰变是粒子物理学中一个非常重要的过程。它可以由轻质量的马约拉纳中微子（标准解释）或其他东西（非标准解释）介导。我们回顾了它对中微子参数的依赖性，它与其他对中微子质量敏感的观测量的互补性，并强调了它区分不同中微子质量模型的能力。然后，我们讨论的机制不同，从轻马约拉纳中微子交换，并显示可以从中学到什么，以及如何测试它们。
Flavoured Neutrinoless Double Beta Decay
我们讨论了一种无中微子双β衰变的机制，其中不同味道的中微子开始起作用。这是通过有效的违反味道的标量相互作用来实现的。作为一个结果，我们发现，在正常的质量排序的中微子有效质量可能不再消失，由于其他口味的贡献。我们评估了必要的核矩阵元素，考虑标准图和新的标量图之间的干扰，并分析了实现标量相互作用的UV完全模型。在对撞机和未来的中微子实验中有可能对完整的模型进行测试。我们的方案代表了无中微子双β衰变的另一种机制，然而轻子数破坏只存在于轻中微子的马约拉纳质量项中。
Neutrinoless double-beta decay with three or four neutrino mixing
考虑到三个中微子的混合方案和一个能容纳太阳和大气中微子实验结果的质量等级，本文指出，太阳中微子实验结果暗示了无中微子双β衰变中有效Majorana质量的一个下界，在大质量中微子是马约拉纳粒子的自然假设下，在不同中微子质量的贡献之间进行调谐抵消。考虑到四中微子方案也能容纳LSND实验的结果，本文指出，只有一个方案与无中微子双β衰变实验的结果和大爆炸核合成中产生的原始元素丰度的测量是一致的。结果表明，在此方案中，在假设大质量中微子是Majorana粒子，且不同中微子质量的贡献之间不存在抵消的情况下，LSND实验结果暗示了无中微子双β衰变中有效Majorana质量的一个下界.
Background Discrimination for Neutrinoless Double Beta Decay in Liquid Xenon Using Cherenkov Light
液态氙中的无中子双β衰变产生大量的切伦科夫光，其光子数和角分布将这些事件与普通背景区分开来。使用GEANT4模拟来模拟液体氙探测器中的切伦科夫光子产生和测量，并且使用多层感知器来分析所得到的分布以基于其切伦科夫光子对事件进行分类。我们的研究结果表明，一个温和的改进，无中微子双β衰变搜索的灵敏度是可能的，使用这种技术，但无中微子双β衰变和电子散射在液体氙中的运动学基本上限制了这种方法。
Canadian Contributions to the Search for Neutrinoless Double Beta Decay
本文梳理加拿大团队四十余年来在无中微子双β衰变搜寻领域的历史实验工作与当前贡献，该衰变若被证实将证明超越标准模型的新物理存在，目前全球正推进更高灵敏度的实验部署。
Searches for neutrinoless double beta decay
无中子双β衰变是一种轻子数破坏过程，其观测也将确定中微子是其自身的反粒子。有许多实验性的努力与各种技术。一些（EXO，Kamland-Zen，GERDA第一阶段和CANDLES）在2011年开始收集数据，EXO报告了双β衰变的半衰期的首次测量，其中两个中微子是$^{136}$。审查了不同提案的敏感性。
Future prospects for neutrinoless double-beta decay
无中微子双β衰变的研究在理解中微子物理中起着基础性的作用。它的观测将证明中微子是马约拉纳粒子，轻子数不守恒。实验性搜索要求探测器具有非常大的源质量和极低的背景。我们报告计划未来的实验搜索，并讨论其预期的敏感性。
Recent Results in Neutrinoless Double Beta Decay
对无中微子双β衰变的探索是新物理学的丰富来源。对这种衰变的观察将有助于理解中微子的绝对质量尺度、中微子的马约拉纳性质（中微子是否是自己的反粒子）和轻子数违反。全世界正在利用不同的候选同位素进行多项实验，研究双β衰变。最近在实验技术方面取得了很大的进展，在不久的将来可能实现对50 meV及以下中微子质量的灵敏度。本文综述了无中微子双β衰变的最新研究结果，并展望了今后的实验目标。
Neutrinoless Double Beta Decay Overview
无中子双β衰变（英语：Double Beta Decay）是一种假设的核过程，其中两个中子同时衰变为质子，但没有中微子发射。对这种衰变的珍贵观察将指出存在一个违反粒子物理学标准模型基本对称性的过程，并将允许建立中微子的性质。目前，该过程的半衰期下限超过10 $^{25}$-10 $^{26}$年。我将回顾双β衰变的研究现状和未来几年提高实验灵敏度的前景。
Systematic Effects in Pulse Shape Analysis of HPGe Detector Signals for Neutrinoless Double-Beta Decay
脉冲形状分析是下一代无中微子双β衰变实验中检测~（76）Ge的一项重要的本底降低和信号识别技术。我们提出了一个这样的参数脉冲形状分析技术的系统不确定性的研究，用于分离多站点背景从单站点信号事件。我们研究了全能量伽马峰（主要是多站点），双逃逸峰（主要是单站点）和双β衰变端点附近的康普顿连续谱（这将是大多数无中微子双β衰变搜索的主要背景）事件的系统不确定性。简而言之，我们发现总（统计加系统）分数的不确定性脉冲形状切割生存概率：6.6%，1.5%和3.8%的双逃逸，连续和伽马射线事件分别。
Supernemo: A Next Generation Project to Search for Neutrinoless Double Beta Decay
SuperNEMO项目的目的是寻找无中微子双β衰变（$0νββ$），其灵敏度可达$0νββ$半衰期的10 $^{26}$年（有效马约拉纳中微子质量可低至50 meV），使用$\sim$ 100公斤源和一个“径迹-卡路里”探测器。本文介绍了2007- 2009年研发计划的现状，重点是最具挑战性的方面：量热法、放射源的生产、低放射性测量和跟踪器。
Nuclear and detector sensitivities for neutrinoless double beta-decay experiments
无中子双β衰变（DBD）是当前粒子物理高灵敏度前沿研究的热点。衰变对Majorana中微子质量、中微子CP相位、右手弱相互作用等非常敏感，超出了标准电阱模型的范围。DBD实际上是极其罕见的事件，因此需要超高灵敏度的DBD实验。关键的讨论提出了高灵敏度DBD实验研究中微子质量的正常和倒置的层次结构的核和探测器的灵敏度。
Search of Neutrinoless Double Beta Decay with the GERDA Experiment
寻找~（76）Ge无中微子双β衰变的Gerda实验已成功地完成了首次数据收集。未发现信号过量，并设定了该过程半衰期的下限，T1/2 > 2.1x10^25年（90% CL）。经过审查的实验设置和主要的第一阶段的结果，硬件升级格尔达第二阶段的描述，并报告了新的数据收集的物理范围。
Status and Prospects of the Search for Neutrinoless Double Beta Decay of $^{76}$Ge
本文综述了$^{76}$ Ge的无中微子双β衰变的研究进展，重点介绍了GERDA实验的最新结果。它包括对这一主题五十年研究的评价以及展望。
Simulation studies for Tin Bolometer Array for Neutrinoless Double Beta Decay
对于任何双β衰变实验来说，γ辐射都是重要的本底源，识别和减少γ辐射是很重要的。正在开发的用于搜索$^{124}$ Sn中的无中子双β衰变的TIN.TIN探测器阵列具有利用命中多重性信息来区分伽马背景与感兴趣的事件的潜力。蒙特卡罗模拟优化设计的锡探测器模块已被执行不同的元素的大小，重点对探测器阵列的伽马本底降低能力。
Nano-tracking detector for neutrinoless double beta decay characterization
在标准模型的许多可能产生中微子质量的扩展中，大多数都需要中微子是马约拉纳费米子。如果是这样的话，那么我们就可以预测，这种罕见的无中微子双β衰变过程的半衰期将大于约$10^{25}$年。许多当前和未来的实验通过在衰变的Q值处识别总和双β能量来寻找这种衰变，但是添加单个β的能量和角度测量允许探索潜在的衰变机制。这里将介绍一种基于薄膜CdTe器件巧妙组合的新型纳米跟踪探测器。该跟踪器将具有100 nm量级的一维空间分辨率，同时测量检测器中电子反冲的整个轨道长度上的能量沉积。这使得能量和角相关测量潜在的无中微子双β衰变信号，以及一个独特的背景抑制能力。深度学习算法将用于重建电子路径、双β信号并执行相关性分析，同时将允许明确区分双β和单β或γ诱导的电子反冲。将介绍探测器概念以及初步研究，以演示其操作和无中微子双β衰变的物理范围。通过利用反冲歧视，这些探测器阵列可以超越倒置层次进行探测，以遵循下一代无中微子双β衰变实验或作为发现后表征实验。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。