无中微子双贝塔衰变

无中微子双贝塔衰变是当前国际上粒子物理与核物理研究领域的重要科学前沿,是可能突破粒子物理标准模型的研究方向之一 。通过寻找原子核无中微子双贝塔衰变有望回答或者解决一些基本的科学问题,包括轻子数是否守恒,中微子是否具有马约拉纳属性以及中微子的绝对质量标度等。这些问题的回答以及解决有助于理解宇宙中正反物质不对称之谜等重大科学问题。鉴于无中微子双贝塔衰变的重要研究意义,我国自然科学基金委-中国学科发展战略丛书、美国能源部-核物理长期发展规划以及欧洲科学长期发展规划书中, 都把无中微子双贝塔衰变研究列为优先资助的大科学项目。在无中微子双贝塔衰变研究中,核矩阵元大小直接决定衰变的快慢,影响中微子质量确定的精度。因此核矩阵元的研究是最关键的理论研究课题之一。

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图1. 原子核发生(a)两中微子双贝塔衰变以及(b)标准衰变机制下无中微子双贝塔衰变示意图
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图2.无中微子双贝塔衰变候选原子核
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图3. 各种原子核模型计算标准衰变机制下无中微子双贝塔衰变核矩阵元的对比
Research directions
  • 理解并减小不同理论模型预言核矩阵的差异
  • 候选原子核无中微子双贝塔核矩阵元的第一性原理计算
  • 非标准衰变机制的贡献
  • Ongoing Experiments in Jinping (China) Underground Laboratory
  • PANDAX (136Xe)
  • CDEX (76Ge)