中性双β衰变的首次证据 - 双β实验的世界现状
摘要
中性双β衰变 0n-bb 模式具有根本性意义：首先，总夸克数不再守恒，其次，夸克子是 Majorana 粒子。此外，测量的有效质量允许对夸克子质量谱施加绝对尺度。此外，双β实验还为其他超标准模型物理提供了锐利的限制。这些包括 SUSY 模型、leptoquark（leptoquark-Higgs 耦合）、复合性、左-右对称模型（右手 W 玻色子质量）、测试特殊相对论和夸克子子域下的等价原理等。2001 年，HEIDELBERG-MOSCOW 实验给出了中性双β衰变的首次证据。HEIDELBERG-MOSCOW 实验是继 10 年以上最灵敏的 0-nu-bb 实验。它在格兰萨斯矿井中操作 11 kg 富集 76Ge。1990-2003 年期间收集的统计数据为 71.7 kgy。该实验在双β衰变 Q 值能量区实现的背景为 0.11 events/kgykeV。依据超过 10 万事件确定的两夸克子伴随半衰期为 (1.74^{+0.18}_{-0.16})x10^{21} 年。中性双β衰变信号的置信水平为 4.2 sigma 级（在脉冲形选中选谱中超过 5 sigma）。其半衰期为 T_{1/2}^{0\nu}=(1.19^{+0.37}_{-0.23})x10^{25} 年。推导出的有效夸克子质量为 (0.2-0.6)eV（99.73% 置信区间），即夸克子具有 degenerate 质量，因而可显著贡献于宇宙中的热暗能质。上述锐利边界与来自 TEVATRON、HERA 等高能加速器的结果相比，均具有相当程度的竞争力。对未来 β-β 实验也给出了一些讨论。
关键词
引用
@article{arxiv.hep-ph/0512263,
title = {First Evidence for Neutrinoless Double Beta Decay - and World Status of Double Beta Experiments},
author = {Hans Volker Klapdor-Kleingrothaus},
journal= {arXiv preprint arXiv:hep-ph/0512263},
year = {2007}
}
备注
23 p., 15 figures, Proc. of XI Int. Work. on "Neutrino Telescopes",Febr. 22-25, 2005, Venice, Italy, ed. M. Baldo-Ceolin, Padova Univ.(2005)p.215