Shell model analysis of competing mechanism to the double-beta decay of $^{48}$Ca
背景资料：无中微子双β衰变，如果被观测到，将揭示粒子物理学标准模型（SM）之外的物理学，也就是说，它将证明中微子是马约兰费米子，轻子数是不守恒的。目的：对无中微子双β衰变观测结果的分析，需要对不同衰变机制的核基质元素（NME）有准确的认识。我们提供了一个完整的分析，这些NME的基态（g. s.）$^{48}$ Ca的浓度增加到g.s. $0^+_1$和$^{48}$ Ti的第一激发$0^+_2$态。方法：对于分析，我们使用的核壳模型与有效的两体相互作用，被微调，以描述低能量光谱的$pf$壳核。我们通过计算两个中微子跃迁到g. s的几率来检验我们的模型。的$^{48}$ Ti.我们还对$^{48}$ Ti向第一激发态$0^+_2$的跃迁进行了预测。结果如下：我们目前的结果为所有NME相关的中微子跃迁到$0^+_1$和$0^+_2$状态，并使用较低的实验限制的g. s。到g. s.半衰期我们提取上限的中微子物理参数。结论：我们提供了A=48系统中双中微子和无中微子双β衰变跃迁的精确NME，当双β衰变实验结果可用时，可进一步用于分析实验结果.
2012-12-31 hep-ph nucl-th
Neutrinoless Double-Beta Decay and Realistic Shell Model
本文报道了在实壳模型框架内对~（76）Ge的无中微子双β衰变核矩阵元的计算。用多体微扰理论导出了描述衰变的有效壳模型哈密顿量和二体跃迁算符。特别注意的是集中在所谓的泡利阻塞效应的有效运营商的推导中所发挥的作用。
2019-11-27 nucl-th
The calculation of the neutrinoless double-beta decay matrix element within the realistic shell model
本文用实壳模型讨论了考虑光中微子交换通道的无中微子双β衰变过程的核矩阵元的计算。为此，我们从一个真实的核子-核子势出发，在多体微扰理论中导出了有效壳模型哈密顿量和无中微子双β衰变算符。我们专注于研究这样的衰变过程的有效壳模型算子的微扰性质，旨在建立我们的预测的可靠性程度。的贡献，所谓的短程相关性和校正的Pauli原则违反有效的壳模型运营商，后者介绍了多价核子系统，也被考虑在内。我们的研究对象是在A=48到A=136的质量区间内的几个可用于无中微子双β衰变探测的候选者，其自旋和自旋-同位旋依赖的衰变性质我们在以前的工作中已经研究过。我们的结果将最后比较壳模型计算相同的一组核。
2020-04-03 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
Neutrino Nucleus Reactions based on New Shell Model Hamiltonians
采用一种新的p壳层核壳模型哈密顿量，适当地考虑了自旋-同位旋相互作用的重要作用，得到了由静止衰变中微子和超中微子引起的中微子-^12 C反应的截面。利用Hauser-Feshbach理论计算了不同衰变通道的分支比。中微子-^4He反应也用最近的壳模型哈密顿量进行了研究。与以前的计算结果相比，发现^12 C和^4 He的反应截面都有所增加。作为一个有趣的结果，我们指出了在超新星爆炸过程中轻元素^7 Li和^11 B的产额可能会增加。
2006-08-25 astro-ph nucl-th
Ingredients of nuclear matrix element for two-neutrino double-beta decay of 48Ca
采用包含两个主壳层的大尺度壳层模型计算了双中微子双β衰变的核矩阵元成分。通过对只考虑一个主壳（$pf$ -壳）和考虑两个主壳（$sdpf$ -壳）的壳模型计算结果的比较，定量地评价了两个主壳之间的激励效应。
2014-11-20 nucl-ex nucl-th
Comparison between Variational Monte Carlo and Shell Model Calculations of Neutrinoless Double Beta Decay Matrix Elements in Light Nuclei
进行多体方法之间的基准比较，以评估准确计算无中微子双β衰变矩阵元所需的成分。对$A=10$和$12$核进行了壳模型和变分蒙特卡罗（VMC）计算.不同的变分波函数被用来评估{\it ab initio}计算中的不确定性，发现VMC双β衰变矩阵元素之间的差异相当小。对于壳模型计算，模型空间截断，径向波函数的选择，和短程相关的作用进行了研究，发现都是重要的。基于VMC和壳层模型方法的详细比较，我们得出结论：准确描述无中微子双β衰变矩阵元需要适当处理长程和短程关联。
2019-06-16 nucl-th
Shell Model Analysis of the Neutrinoless Double Beta Decay of $^{48}$Ca
无中微子双β（$0νββ$）衰变过程是确定中微子质量绝对尺度的重要信息，也是唯一能确定中微子是狄拉克粒子还是马约拉纳粒子的过程。从$0νββ$衰变实验中提取中微子绝对质量的一个关键因素是对描述这一过程半衰期的核矩阵元（NME）的精确了解。我们发展了一种新的计算$0νββ$衰变NME的壳模型方法，并利用它分析了$^{48}$ Ca的$0νββ$模式。NME的依赖关系的短程关联参数，对中间态的平均能量，对有限尺寸的截止参数，和用于多体计算的有效相互作用进行了讨论。
2009-11-19 nucl-th
Shell model studies of the $^{130}Te$ neutrinoless double-beta decay
无中微子双β衰变理论研究中的大多数不确定性与寿命表达式中出现的核矩阵元的准确性有关。我们计算的核矩阵元的$0νββ$衰变的$^{130}Te$在壳模型的方法，使用最近提出的有效哈密顿量。为了确保结果的可靠性，我们通过计算光谱量并将其与最新的实验数据进行比较来研究该哈密顿量，并分析了$^{136}$的$2νββ$和$0νββ$衰变核矩阵元。最后，我们报告了新的核矩阵的$^{130}$ Te考虑轻中微子交换和重中微子交换机制，以及一些最近的值在文献中报道的概述。
2014-11-16 nucl-th
Deformed shell model results for two neutrino positron double beta decay of $^{74}$Se
在（$^{2}p_{3/2}$，$^{1}f_{5/2}$，$^{2}p_{1/2}$，$^{1}g_{9/2}$）空间中，采用基于Hartree-Fock态的形变壳模型，计算了当前实验感兴趣的核$^{74}$ Se的两种中微子正电子双β衰变模式$β^{+}$ EC/ECEC的半衰期. ECEC模式的计算半衰期为$\sim 10^{26}$年，在不久的将来，有可能通过提高实验灵敏度观察到这一点。
2009-07-06 nucl-th
Neutrinoless double beta decay of 48Ca in the shell model: Closure versus nonclosure approximation
无中子双β衰变是一个独特的过程，可以揭示超越标准模型的物理学。分析无中微子双β率的基本成分是相关的核基质元素。大多数用于计算这些矩阵元素的方法依赖于闭合近似。本文分析了48 Ca无中微子双β衰变的轻中微子交换矩阵元，并用壳模型方法检验了闭合近似。我们使用封闭近似和非封闭方法计算了48 Ca的无中微子双β核矩阵元，并估计了与封闭近似相关的不确定性。我们证明了非封闭方法具有良好的收敛性能，使我们能够避免难以管理的计算成本。本文提出了一种新的计算无中微子双β衰变速率的方法，它可用于计算重核（如~（76）Ge或~（82）Se）的无中微子双β衰变速率。
2013-12-16 nucl-th
Nonperturbative renormalization of the neutrinoless double-beta operator in p-shell nuclei
我们利用Lee-Suzuki映射和相关技术构造了有效的两体p壳层相互作用和无中微子双β算符，精确地再现了质量数A=6的核双β衰变的大型无核壳模型计算结果.然后，我们将有效算子应用于A=7，8和10的原子核衰变，再次与更大空间中的无核计算进行比较。用有效的二体算子得到的结果一般是好的。然而，在某些情况下，它们与完全无核结果的差异不可忽略，这表明对较重核中衰变算符的三体修正可能很重要。应用我们的程序和相关的想法FP壳核，如76锗应该是可行的耦合集团理论。
2011-08-15 nucl-th
Off-shell effects in the relativistic mean field model and their role in CC (anti)neutrino scattering at MiniBooNE kinematics
用相对论平均场（RMF）模型来描述原子核中的核子，从而评估动态离壳旋量的影响。与其他模型中的自由壳层核子相比，RMF模型中的核子是用相对论性旋量描述的。在这项工作中，可以看出，对于MiniBooNE运动学，中微子带电电流准弹性截面显示出一定的敏感性，这些离壳效应，而反中微子核的情况下，总的截面被认为是基本上独立的增强的较低的组件。正如我们发现的情况下，当比较RMF的结果与中微子核的数据，目前的冲动近似预测RMF内也达不到MiniBooNE反中微子核的数据。
2013-10-02 nucl-th
On the time-modulation of the K-shell electron capture decay of H-like 140Pr58+ ions produced by neutrino-flavour mixing
根据GSI最近的实验数据，类氢离子~（140）Pr ~（58）+的核K壳层电子俘获（EC）衰变产生的子离子~（140）Ce ~（58）+的数目随时间的变化具有周期T_d = 7.06（8）sec和振幅a_（EC）= 0.20（2）的调制。我们证明这种现象可以用中微子味混合来解释，并推导出质量平方差Δ m^2_（21）= m^2_2 - m^2_1 = 2.22（3）x10^（-4）eV^2。
2008-11-10 astro-ph hep-ph nucl-ex
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
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
Supernova Inelastic Neutrino-Nucleus Cross Sections from High-Resolution Electron Scattering Experiments and Shell-Model Calculations
从达姆施塔特电子直线加速器获得的50 Ti、52 Cr和54 Fe核的磁偶极子强度分布的高精度数据主要由等矢量Gamow-Teller贡献，因此可以转化为超新星中微子能量下的非弹性总的和微分的中性流中微子-核截面。计算结果与大尺度壳模型计算结果吻合较好，验证了该模型的正确性。
2004-10-26 astro-ph nucl-ex nucl-th
A Long, Cold, Early r-process? Neutrino-induced Nucleosynthesis in He Shells Revisited
我们重新审视了核心坍缩超新星的He壳层中中微子驱动的r过程机制，发现它可以在金属量<太阳/1000的早期恒星中成功，在相对较低的温度和中子密度下，在~ 10-20 s内产生A ~ 130和195丰度峰。该机制是敏感的中微子发射模型和中微子振荡。我们讨论了r-过程的影响，它可能会改变对贫金属恒星丰度数据的解释，并指出需要进一步的计算，包括超新星冲击的影响。
2011-04-28 astro-ph.SR nucl-th
Neutrinoless double-beta decay: combining quantum Monte Carlo and the nuclear shell model with the generalized contact formalism
我们设计了一个基于广义接触理论的框架，结合核壳模型和量子蒙特卡罗方法，计算了实验相关核的无中微子双β衰变，包括$^{76}$ Ge，$^{130}$ Te和$^{136}$ Ge.在轻核，我们验证我们的核矩阵元计算通过比较准确的变分蒙特卡罗结果。由于额外的相关性捕获的量子蒙特卡罗和广义接触形式主义，在较重的系统中，我们得到的长程核矩阵元，比以前的壳模型结果小约30%。我们还评估了最近公认的短程核矩阵元素估计其耦合的电荷独立性打破项的阿贡$v_{18}$潜力中使用的Monte Carlo计算。我们的研究结果表明，总核基质元素的增强约30%。
2021-12-15 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutrino-12C scattering in the ab initio shell model with a realistic three-body interaction
利用从头算无核壳模型中得到的波函数研究了中微子与~（12）C排斥散射和μ子在~（12）C上俘获的截面.在我们的无参数计算的基础空间高达6毫巴Ω，我们表明，现实的核子-核子相互作用，如CD波恩，根据预测实验截面的两个以上的因素。通过加入真实的三体相互作用Tucson-Melbourne TM '（99），截面得到了显著的增强，并且与实验结果吻合得更好。同时，TM ′（99）相互作用改善了12 C的能级有序度。CD-Bonn和三体计算之间的比较提供了强有力的确认，需要包括一个现实的三体相互作用，以占的自旋轨道强度在p壳层核。
2003-05-25 nucl-th
Neutrino-nucleus reactions on $^{16}$O based on new shell-model Hamiltonians
本文用壳模型哈密顿量研究了$^{16}$ O上的中子诱导反应。新的壳模型哈密顿量能很好地描述$p$ -壳和$p$ - $sd$壳核的结构。用新的哈密顿量研究了对$ν$ - $^{16}$ O反应截面有重要贡献的$^{16}$ O的自旋偶极强度分布.研究了$^{16}$ O上μ子俘获反应速率，讨论了轴矢量耦合在核介质中的猝灭。带电电流和中性电流反应截面进行评估，在各种粒子和$γ$发射通道，以及总的中微子能量高达$E_ν\approx$ 100兆电子伏。通过豪泽-费什巴赫统计模型计算得到的各种通道的分支比，并评估单粒子和多粒子发射通道的部分横截面。更新的横截面与以前的连续无规相位近似（CRPA）的计算进行了比较。研究了核塌缩超新星爆发中多粒子发射通道对核合成的影响。发现包含$α$ p发射通道导致分别通过$^{16}$ O（$ν$，$ν$ ' $α$ p）$^{11}$ B和$^{16}$ O（$ν$，e $^{-}$ $α$ p）$^{11}$ C反应的$^{11}$ B和$^{11}$ C的产率提高。
2018-07-06 nucl-th
Statistical shell model for neutrinoless double $β$-decay nuclear transition matrix elements: Results for $^{76}$Ge, $^{82}$Se, $^{100}$Mo, $^{124}$Sn, $^{130}$Te and $^{136}$Xe
本文基于随机矩阵理论的统计壳模型计算了六种原子核的无中微子双β衰变核跃迁矩阵元，发现其结果普遍比球壳模型小约2倍。
2025-07-03 nucl-th
Shell-model calculations of neutrino scattering from 12C
中微子反应截面，$(ν_μ,μ^-)$，$(ν_e,e^-)$，$μ$ -捕获和光吸收率$^{12}$ C内计算的大基壳模型框架内，其中包括激发高达$4\hbarω$。当基态关联包括与开放的$p$壳层的预测的计算是在合理的协议与大多数的实验结果，这些反应。使用Woods-Saxon径向波函数，其渐进形式与束缚态的实验分离能相匹配，并与非束缚态的0.01 MeV结合能相匹配。为了比较的目的，给出了谐振子径向函数的一些结果。理论和实验之间的最接近的协议实现与无限制的壳模型配置和伍兹-撒克逊径向函数。对于中微子吸收包含截面，我们得到了：$(ν_μ,μ^{-})$的飞行衰变流的$\barσ = 13.8 \times 10^{-40}$ cm $^2$与LSND数据$(12.4 \pm 1.8) \times 10^{-40}$ cm $^2$一致; $(ν_{e},e^{-})$的静止衰变流的$\barσ = 12.5 \times 10^{-42}$ cm $^2$，小于实验结果$(14.4 \pm 1.2) \times 10^{-42}$ cm $^2$ .
1999-07-12 nucl-th
Inelastic neutrino-nucleus scattering off $^{203/205}$Tl in terms of the nuclear recoil energy using a hybrid nuclear model
本文结合核壳模型与微观准粒子-声子模型构建混合核模型，计算稳定铊同位素的非弹性中微子-核散射截面（含核反冲动能影响），测试模型预测性并给出不同中微子源的事件率，与纯壳模型结果比较显示其在高中微子能量下精度更高。
2025-02-11 hep-ph nucl-th
A new analysis of 14O beta decay: branching ratios and CVC consistency
在~（14）O衰变过程中，基态的Gamow-Teller跃迁受到强烈的阻碍，电子能谱明显偏离所允许的形状。对该光谱上仅有的数据进行重新分析，将分配给该跃迁的分支比改变了7个标准差：我们的新结果是（0.54 \pm 0.02）%。的Kurie图数据从两个早期的出版物也进行了检查，并建议修订其公布的分支比。所需的核矩阵元计算与壳模型，并为第一次，获得一致性之间的M1矩阵元推导出的模拟伽玛跃迁在14 N和推导出的斜率的形状校正函数在β过渡，守恒矢量流假设的要求。然而，只有在壳模型计算中使用重整化而不是自由核子算符时，才能得到这种一致性。在14 C的镜像衰变中，发生了类似的情况。14 C寿命，形状校正函数的斜率和伽马衰变的M1矩阵元素之间的一致性只能通过壳模型计算中的重整化算子来实现。
2005-08-19 nucl-th
Shell-model calculations of two-neutrino double-beta decay rates of $^{48}$Ca with GXPF1A interaction
用壳模型方法计算了$^{48}$ Ti的双中微子双β衰变矩阵元和$2^+$ Ca的半衰期.我们使用全$pf$模型空间和最近提出的GXPF 1A相互作用来描述原子核质量A=47-66范围内原子核的光谱性质。我们的结果是$T_{1/2}(0^{+}\to 0^{+})$ = $3.3\times 10^{19}$ $yr$和$T_{1/2}(0^{+}\to 2^{+})$ = $8.5\times 10^{23}$ $yr$。对$^{48}$ Ti 0 $^+$基态的衰变结果与实验符合较好.衰变到2 $^+$状态的半衰期比以前获得的大两个数量级。
2007-01-25 nucl-th
Shell-model calculation of neutrinoless double-$β$ decay of $^{76}$Ge
在这篇文章中，我们提出了一个更详细的版本，我们最近的快速通信[物理评论C 90，051301（R）（2014）]，其中我们计算了$^{76}$ Ge的无中微子双$β$衰变的核矩阵元。对于计算，我们使用一种新的方法，具有完美的收敛性能，并允许一个获得非封闭核矩阵元素$^{76}$锗与1%的准确度。提出了一种新的计算最佳闭合能的方法，利用该能量与闭合近似相结合，得到了最精确的闭合核矩阵元。此外，我们提出了一个新的分析的重中微子交换核矩阵元素，我们比较占领概率和Gamow-Teller强度与实验数据。
2015-12-18 nucl-th
Corrections to the Neutrinoless Double-Beta-Decay Operator in the Shell Model
我们利用图解微扰理论构造了一个有效的壳模型算符，用于~（82）Se的无中微子双β衰变.我们的出发点与最近用壳模型计算双β衰变时所用的生成哈密顿量的波恩-C核子-核子相互作用相同。在首先总结高能梯形图，占短程相关，然后添加图的G矩阵的低阶占较长的范围内的相关性，我们折叠的两体矩阵元素的有效运营商与过渡密度从最近的壳模型计算，以获得总的核矩阵元素，管理衰变。虽然高能梯形图在很短的距离上抑制了这种矩阵元，但在一到两个费米之间的距离上却增强了这种矩阵元，因此它们的整体影响很小。由于长程物理的修正是很大的，但相互抵消，使完全校正的矩阵元素是可比的裸运营商产生的。大的和物理上不同的低阶项之间的这种消除表明了可靠的非微扰计算的重要性。
2009-04-10 nucl-th
Low-energy neutrino responses for 71Ga by electron capture rates, charge exchange reactions and shell model calculations
Osaka University of Economics and Law（大阪产业大学）；Research Center for Nuclear Physics, Osaka University（大阪大学核物理研究中心）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔基印度理工学院物理系）
本研究结合实验数据与壳模型计算，首次评估⁷¹Ga三个低能态的GT响应，得到激发态对中微子的贡献占比，明确Ga异常远超核响应不确定度，为太阳中微子研究提供关键核物理输入。
2025-04-16 hep-ph nucl-ex nucl-th
Overlap of electron shells in $β$ and double-$β$ decays
由于母原子和子原子的电子波函数的非正交性，不伴随电子壳层激发的$β$和双$β$衰变通道被抑制。这种效应对外电子层的贡献很敏感。由于价电子参与金属中的化学键合和集体化，因此当不稳定核素嵌入主体材料中时，它们的衰变速率被修改。核心电子受环境影响较小，其重叠幅度更稳定。对$^{87}$ Kr的$ β^- $衰变、$^{163}$ Ho中的电子俘获以及$^{76}$ Ge、$^{100}$ Mo、$^{130}$ Te和$^{136}$的$2β^-$衰变估计了抑制效应。电子壳层的重叠幅度进入无中微子$2β$衰变半衰期与有效电子中微子Majorana质量之间的关系。
2019-10-30 hep-ph nucl-th
Two-neutrino double electron capture on $^{124}$Xe based on an effective theory and the nuclear shell model
本文基于有效理论（ET）和大尺度壳层模型计算，研究了$^{124}$核上的双中微子双电子俘获，这两种现代原子核结构方法已经用Gamow-Teller和双β衰变数据进行了验证。在电子转移中，低能常数与电子俘获和$β^{-}$在氙周围的跃迁相吻合。对于核壳模型，我们使用一个大的配置空间，再现在这个质量区域的原子核的光谱相互作用。对于占主导地位的过渡到$^{124}$ Te基态，我们发现的ET和$T^{2ν{\rm ECEC}}_{1/2} = (0.43-2.9)\times 10^{22}$ y的壳模型的半衰期$T^{2ν{\rm ECEC}}_{1/2}=(1.3-18)\times 10^{22}$ y。ET的不确定性导致半衰期几乎完全符合目前的实验限制，并在很大程度上在正在进行的实验范围内。壳模型半衰期范围与ET重叠，但超出当前限值的范围较小。因此，我们的研究结果表明，在$^{124}$的双中微子双电子捕获有一个很好的机会被发现正在进行或未来的实验。此外，我们还研究了$^{124}$ Te的双中微子双电子俘获激发态。
2018-09-12 nucl-ex nucl-th
Correlations and neutrinoless $ββ$ decay nuclear matrix elements of $pf$-shell nuclei
用壳模型（SM）和能量密度泛函（EDF）方法计算了$pf$壳核的无中微子双β衰变（$0νββ$）的核矩阵元.对Ca $\rightarrow$ Ti、Ti $\rightarrow$ Cr和Cr $\rightarrow$ Fe的非物理衰变（$^{48}$ Ca除外）的系统研究允许对两种原子核结构方法进行详细比较。我们观察到，虽然占主导地位的Gamow-Teller部分的NME之间的SM和EDF大致相差两个因素，当我们限制计算到球形EDF状态和高级零SM配置，NME由两种方法得到的是惊人的相似。这表明了原子核结构关联对$0νββ$衰变NME的重要作用。我们确定相关性与高资历的组件在初始和最终状态的衰减SM和EDF结果之间的差异的原因之一。我们还探讨了好的同位旋的精确投影，并得出结论，它只有一个温和的影响，在伽莫夫-泰勒部分的NME，但强烈影响费米贡献。这项工作为不同理论方法之间的NME基准打开了大门，并朝着更可靠的NME估计迈出了一步。
2014-01-03 hep-ph nucl-ex nucl-th
Shell model study on the possibility of using an effective field theory for disentangling several contributions to the neutrinoless double-beta decay
无中微子双β衰变是揭示中微子与其绝对质量和性质有关的一些最重要的、但尚不为人知的性质的最有希望的方法。这种转变涉及到超越标准模型的理论，这些理论预测轻子数守恒被破坏了两个单位。目前还没有实验证实这种衰变，但新的实验已经为几种同位素的相关半衰期设定了下限。使用有效场论，描述了这种转变，我们计算的情况下，12轻子数违反耦合的五个实验感兴趣的同位素的半衰期比。这些半衰期比可用于探测五种同位素相对于其各自机制的灵敏度，以预测匹配不同实验结果所需的半衰期极限，并且在实验确认的情况下，这些比率可能指示过渡的主导机制。我们提供了一个分析，可以揭示有关占主导地位的无中微子双β衰变机制的有价值的信息，如果实验半衰期数据成为不同的同位素。
2018-03-28 hep-ph hep-th 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
Present Status of Nuclear Shell-Model Calculations of Neutrinoless Double-Beta Decay Matrix Elements
无中子双β衰变研究是当前实验物理学的主要研究热点之一。对这种衰变的观测将对我们理解中微子的内在本质具有重要意义，并揭示了标准模型的局限性。这个过程的速率取决于未知的中微子有效质量和与给定的无中微子双β衰变跃迁相关的核矩阵元。后者只能通过理论计算提供，因此需要准确的理论预测的核矩阵元素的实验计划的成功。这一需求促使理论核物理界提供最可靠的核矩阵元计算。在求解多体核问题的各种计算模型中，壳模型被广泛认为是对原子核进行微观描述的基本框架。在这里，我们回顾了最新的和先进的壳模型计算的核矩阵元素考虑光中微子交换通道的实验感兴趣的核。我们报告的灵敏度的理论计算相对于模型空间和壳模型核哈密顿量的变化。
2020-11-30 hep-ex nucl-ex nucl-th
Deformed shell model results for neutrinoless double beta decay of nuclei in A=60-90 region
在基于Hartree-Fock态的变形壳模型框架下，计算了$^{70}$ Zn，$^{80}$ Se和$^{82}$ Se核的无中微子双β衰变的核跃迁矩阵元.对于$^{70}$ Zn，采用以$^{56}$ Ni为核的$^{2}p_{3/2}$、$^{1}f_{5/2}$、$^{2}p_{1/2}$和$^{1}g_{9/2}$空间中的jj 44 b相互作用。然而，对于$^{80}$ Se和$^{82}$ Se核，采用具有上述核和模型空间的修改的Kuo相互作用。我们在这个区域的大部分计算都是在这种有效相互作用下进行的。然而，已经发现jj 44 b相互作用对于$^{70}$ Zn更好。上述模型空间被用于许多最近的壳模型和相互作用玻色子模型计算在这个区域的核。在确保DSM给出了很好的描述，在这三个考虑核的低能级的光谱特性，NTME计算。假设中微子质量为1 eV，用这些NTME推导的半衰期分别为$^{70}$ Zn、$^{80}$ Se和$^{82}$ Se的$1.1 \times 10^{26}$ yr、$2.3 \times 10^{27}$ yr和$2.2 \times 10^{24}$ yr。
2015-03-20 nucl-th
Neutrinoless double-$β$ decay of $^{124}$Sn, $^{130}$Te, and $^{136}$Xe in the Hamiltonian-based generator-coordinate method
我们提出了一个生成坐标方法来计算实际的壳模型哈密顿量，它非常接近于全壳模型计算$^{124}$ Sn，$^{130}$ Te和$^{136}$ Sn的无中微子双$β$衰变的矩阵元。我们不仅处理四极形变，而且质子-中子对振幅作为发电机坐标。我们通过计算和比较光谱量与精确的壳模型结果和实验数据验证了这种方法。与现有的基于能量密度泛函的生成坐标方法相比，我们的基于Hamilton的生成坐标方法产生的$0νββ$矩阵元素更接近壳模型的矩阵元素。$0νββ$核基质元素的剩余高估表明，当使用基于哈密顿的生成坐标方法计算时，可能需要考虑$^{124}$ Sn、$^{130}$ Te和$^{136}$ Sn的额外相关性。该方法的验证为在大壳模型空间中计算$^{150}$ Nd的$0νββ$矩阵元提供了可能。
2019-01-07 nucl-th
Nuclear aspects of the solar neutrino problem
讨论了决定太阳中微子流的核反应速率的现状。这包括三个pp-链的两个分支比的反应速率，涉及第一分支的反应3 He（3 He，2 p）4 He和3 He（4 He，γ）7 Be，以及第二分支的反应7 Be（e-，nu_e）7 Li和7 Be（p，γ）7 B。我们主要集中在pp链的基本核反应p + p -> D + e+ + nu_e。我们用相对论性的氘核场论模型计算了该反应的低能截面。理论计算得到的截面比传统势方法的计算结果大2.9倍。这个新的反应速率的太阳中微子问题的后果将提出和讨论。
1997-05-26 nucl-th
Spectral distribution Method for neutrinoless double beta decay: Results for $^{82}$Se and $^{76}$Ge
基于壳模型和随机矩阵理论，提出了一种计算无中微子双β衰变核跃迁矩阵元的统计谱分布方法。使用光谱方法获得的$^{82}$ Se和$^{76}$ Ge的第一结果接近于可用的壳模型结果。
2016-08-31 nucl-th
Nuclear matrix elements of neutrinoless double-$β$ decay in the triaxial projected shell model
在同时考虑三轴形变和准粒子组态混合的三轴投影壳模型下，研究了$^{76}$ Ge，$^{82}$ Se，$^{100}$ Mo，$^{130}$ Te和$^{150}$ Nd核的无中微子双$β$衰变的核矩阵元.低激发光谱和$B(E2:0^+\rightarrow2^+)$值重现良好。详细研究了准粒子组态混合、三轴形变和闭合近似对核矩阵元的影响。对于$^{76}$ Ge、$^{82}$ Se、$^{100}$ Mo、$^{130}$ Te和$^{150}$ Nd核，准粒子组态混合使核矩阵元素分别减少6%、7%、2%、3%和4%，奇-奇中间态使核矩阵元素分别增加7%、4%、11%、20%和14%。当母核和子核的三轴变形$γ$从$0^\circ$到$60^\circ$变化时，$^{76}$ Ge、$^{82}$ Se、$^{100}$ Mo、$^{130}$ Te和$^{150}$ Nd的核基质元素分别变化了41%、17%、68%、14%和511%，这表明在计算核基质元素时一致地处理三轴变形的重要性。
2021-05-06 nucl-th
Shape transition of Nd and Sm isotopes and neutrinoless double-beta decay nuclear matrix element of $^{150}$Nd
通过准粒子真空壳模型计算偶偶Nd和Sm同位素的形状相变，再现了实验激发能与四极性质，并评估了$^{150}$Nd的无中微子双贝塔衰变核矩阵元，发现形状混合使其适度增强。
2023-04-24 nucl-th
The renormalization of the shell-model neutrinoless double-beta decay operator starting from effective field theory at leading order
Università degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”（坎帕尼亚路易吉凡维特利大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）
本文首次在由手征微扰论导出核哈密顿量和衰变算符的自洽框架下，进行无中微子双贝塔衰变矩阵元的壳模型计算，并研究收敛性以估计理论不确定性。
2026-10-02 hep-ex nucl-ex nucl-th
Hadronic Probes of Non-Standard Neutrino Interactions
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本研究通过强子电衰变探测轻中微子亲标量粒子，评估PIONEER和BeEST对非标准中微子自相互作用的探测能力。
2026-01-09 hep-ex hep-ph nucl-th
Neutrino Pair Emission from Hot Nuclei During Stellar Collapse
我们提出的壳模型计算表明，剩余的相互作用诱导的配置混合增强的中性电流去激发的热激发核中微子反中微子对的速率。虽然我们的计算加强了先前研究的结论，即这个过程是恒星坍缩期间中微子捕获开始附近中微子对的主要来源，但我们的壳模型结果具有增加这些对能量的效果，可能改变它们在超新星熵输运中的作用。
2013-01-29 astro-ph.HE nucl-th
Shell Model Study of the Double Beta Decays of $^{76}$Ge, $^{82}$Se and $^{136}$Xe
用超大壳模型空间计算了$^{76}$ Ge、$^{82}$ Se和$^{136}$ Ge的双β衰变寿命。得到的两个中微子矩阵元与实验数据符合得很好。对于$<m_ν><1$ eV，我们预测了以下无中微子模式的半衰期上限：$T^{(0ν)}_{1/2}(Ge) > 1.85\,10^{25} yr.$，$T^{(0ν)}_{1/2}(Se) > 2.36\,10^{24} yr.$和$T^{(0ν)}_{1/2}(Xe) > 1.21\,10^{25} yr$。这些结果是第一次从新一代的壳模型计算达到O（10 PDMATHAMT）尺寸。
1996-01-12 nucl-th
Neutrino spectra from stellar electron capture
利用最近提出的壳层模型对恒星弱相互作用速率的计算，我们计算了超新星爆发前pf壳层核电子俘获产生的中微子谱。我们提出了一个简单的参数化的光谱，它允许一个简单的实施到崩溃模拟。我们讨论了显式地考虑母核中的热系综会使中微子谱变宽，并导致更大的平均中微子能量。捕获率和中微子光谱可以很容易地修改，以占相空间阻塞中微子，这在最终的恒星崩溃变得越来越重要。
2001-01-18 astro-ph nucl-th
Deformed shell model results for two neutrino positron double beta decay of $^{84}$Sr
在（$^{2}p_{3/2}$，$^{1}f_{5/2}$，$^{2}p_{1/2}$，$^{1}g_{9/2}$）空间中基于Hartree-Fock态的形变壳模型框架下，计算了$^{84}$ Sr的两种中微子正电子双β衰变模式$β^{+}$ EC/ECEC的半衰期.为了合理地描述$^{84}$ Sr和$^{84}$ Kr的光谱，并产生允许的GT强度，质子和中子$^1g_{9/2}$轨道的单粒子能量相对于$^{2}p_{3/2}$轨道能量，对于$^{84}$ Sr和$^{84}$ Rb都选择为（3.5 MeV，1.5 MeV），对于$^{84}$ Kr选择为（1.5 MeV，1.5 MeV）。据此，$β^+$ EC和ECEC模式的计算半衰期分别为$\sim 10^{26}$年和$\sim 4 \times 10^{24}$年。
2011-05-18 nucl-ex nucl-th
Neutrinoless $ββ$-decay nuclear matrix elements from two-neutrino $ββ$-decay data
本研究在核壳模型与pnQRPA框架中发现2νββ与0νββ衰变核矩阵元存在线性相关，并结合实验半衰期预测了含理论不确定度的0νββ矩阵元。
2023-04-11 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
Microscopic theories of neutrino-^{12}C reactions
根据LSND和KARMEN合作组最近的中微子振荡实验以及未来的实验，我们给出了通量平均$^{12}C(ν_e,e^-)^{12}N$和$^{12}C(ν_μ,μ^-)^{12}N$截面的新的理论结果.采用的方法有电荷交换RPA、准粒子间电荷交换RPA（QRPA）和壳模型。用大尺度壳模型计算了两种反应的排他截面，计算结果与实验值符合得很好。来自$π^+$的飞行中衰变的$ν_μ$的包含截面为$15.2 \times 10^{-40} cm^2$，以与$12.4 \pm 0.3 \pm 1.8 \times 10^{-40} cm^2$的实验值进行比较，而来自$μ^+$的静止衰变的$ν_{e}$的包含截面为$16.4 \times 10^{-42} cm^2$，其在实验误差条内与测量值一致。与RPA相比，壳模型对飞行中衰变中微子横截面的预测有所降低。这主要是由于在自旋模式的计算中考虑了不同类型的相关性，部分是由于壳模型配置基础不够大，正如我们使用基于求和规则的参数所示。
2000-01-27 nucl-th
SMMC method for two-neutrino double beta decay
用壳模型蒙特卡罗（SMMC）方法计算了双中微子双β衰变的矩阵元。我们验证的方法对直接对角化的$^{48}$钙在完整的$pf$壳层使用KB 3的相互作用。然后，该方法被应用到$^{76}$ Ge的衰变在$(0f_{5/2},1p,0g_{9/2})$模型空间中使用一个新计算的现实的相互作用。我们对矩阵元的计算结果是$0.13\pm0.05$ MeV $^{-1}$，与实验值一致。
1995-10-25 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
First-forbidden transition of nuclear $β$ decay by projected shell model
本文首次将投影壳模型（PSM）拓展用于原子核β衰变一级禁戒跃迁，通过系统计算35个关键跃迁并与实验Log$f_0 t$值比较，验证了方法的有效性，并揭示了核矩阵元淬灭因子对能谱问题的影响。
2023-10-30 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
