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基于核壳模型非闭合方法计算 $^{124}$Sn 的 $0\nu\beta\beta$ 衰变核矩阵元

核理论 2024-03-05 v1

摘要

本研究在相互作用核壳模型框架下,使用有效壳模型哈密顿量 GCN5082 计算了 124^{124}Sn 无中微子双贝塔(0νββ0\nu\beta\beta)衰变轻中微子交换机制的核矩阵元(NMEs)。采用了一种基于非闭合方法的新颖方案,其中对中间核 124^{124}Sb,显式地将每个 JkπJ_{k}^{\pi}=0+0^{+}11+11^{+} 以及 22^{-}99^{-}(ΔJk\Delta J_{k}=1)的 100 个能态的能量效应纳入 NMEs 计算。其他常见效应如核子有限大小、核子电流的高阶效应以及核子短程关联(SRC)也一并考虑。提取的 124^{124}Sn 0νββ0\nu\beta\beta 衰变总 NME 的最优闭合能量为 2.9 MeV,其独立于不同形式的 SRC 参数化。给出了 NMEs 与半衰期同若干近期计算的比较。进一步,为全面理解核结构对 0νββ0\nu\beta\beta 衰变的作用,探究了 NMEs 对中间态自旋宇称、中子与质子耦合自旋宇称以及中间态数目的依赖。观察到纳入中间核激发能效应可得更可靠的 NMEs。本结果为印度及其他地区 124^{124}Sn 的 0νββ0\nu\beta\beta 衰变实验研究提供了宝贵见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.08877,
  title  = {Nuclear matrix elements calculation for $0\nu\beta\beta$ decay of $^{124}$Sn using nonclosure approach in nuclear shell model},
  author = {Shahariar Sarkar and P. K. Rath and V. Nanal and R. G. Pillay and Pushpendra P. Singh and Y. Iwata and K. Jha and P. K. Raina},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.08877},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages, 6 figures, submitted in the journal Physical Review C. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2308.08216