用于无中微子双贝塔衰变搜寻的 NEXT 实验现状

NEXT（氙 TPC 中微子实验）是一个位于西班牙坎夫兰克地下实验室（LSC）的无中微子双贝塔衰变实验。其目标是通过探测富集 $^{136}$Xe 同位素的氙气中的无中微子双贝塔衰变过程，证明中微子是马约拉纳粒子。NEXT 采用的探测器技术为具有电致发光放大的放射性纯高压时间投影室，其在感兴趣能量区提供优于 1$\%$ FWHM 的优异能量分辨率、可剔除单电子本底事件的拓扑重建，以及对钡子离子“原位”标记的强大潜力。实验分阶段推进。NEXT-White 探测器近期在 LSC 结束运行，包含约 5 kg 活性 Xe 质量。其目的在于展示优异的能量分辨率、验证重建算法与本底模型，并测量 $^{136}$Xe 的双中微子双贝塔衰变。100 kg 的 NEXT-100 探测器正在建造中，计划于 2022 年上半年完成安装与组装。预测在约 400 kg $\cdot$ 年的曝光下，对无中微子双贝塔衰变半衰期的 90$\%$ CL 灵敏度将达到 $10^{26}$ 年。面向吨级探测器的 vigorous 研发计划也在进行，包括为实现原位 Ba$^{2+}$ 标记以实现近乎零本底探测的大量 R$\&$D。首个质量至少 500 kg 的模块最早可于 2026 年在 LSC 运行。本稿件将介绍 NEXT-White 探测器的最新结果，以及 NEXT-100 的建造现状和未来 NEXT 探测器的前景。