基于微热量计测量中子双体衰变的方案
高能物理 - 实验
2023-04-20 v3 核实验
原子物理
摘要
中子的束缚β衰变（BoB）也称为中子双体衰变，是一种衰变为氢原子和反中微子的稀有衰变模式。中微子的状态可通过测量氢原子的状态精确推断，为探索新物理提供了可能途径。然而，自1947年被预言以来，这一稀有衰变模式尚未被观测到。观测该衰变的挑战不仅在于其截面极低，约等于三体衰变分支比的 量级，还在于末态氢原子是中性的且动能极低，无法被有效探测。在本研究中，我们提出了一种基于微热量计的方案，用于测量超冷中子BoB产生的氢原子的动能，该方案在能量测量精度方面具有很大优势。本研究首先讨论了衰变测量中需要严格考虑的几个重要问题及可能的解决方案，然后通过理论计算给出了中子通量要求和微热量计的适当结构设计。简而言之，本文概述了我们提出的观测BoB模式的新实验方案，并针对所有必要问题给出了可能的解决方案。
引用
@article{arxiv.2210.02314,
title = {Proposal for Measurement of the Two-body Neutron Decay using Microcalorimeter},
author = {Zhang Shuo and Xavier Mougeot and Wang Song-Lin and Zhou Jian-Rong and Wu Wen-Tao and Xia Jing-Kai and Zhang Rui-Tian and Zhang Le},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02314},
year = {2023}
}