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为何 GERDA 实验的结论尚不充分?

高能物理 - 实验 2015-06-16 v4 核实验 仪器与探测器

摘要

GERDA 双贝塔实验在 Gran Sasso 的首批结果近期已公布。它们与 Heidelberg-Moscow 实验完全一致,但由于统计量低,目前无法证明任何结论。统计量仍远不足以检验 HEIDELBERG-MOSCOW 实验所声称的信号,这并不令人意外。同轴探测器的能量分辨率比 HEIDELBERG-MOSCOW 实验差 1.5 倍。将背景降低至 10^{-2}counts/kgykeV(即比 HEIDELBERG-MOSCOW 实验低一个数量级)的原始目标尚未实现。若参照实验线宽(即单位为 counts/kgy 能量分辨率),背景仅低了 2.3 倍。通过脉冲形状分析 (PSA),HEIDELBERG-MOSCOW 实验中 Q_{\beta\beta} 附近的背景为 4x10^{-3} counts/kgykeV \cite{HVKK-IVK-MPhLA2006},这比经过脉冲形状分析的 GERDA 背景低 4 倍(若参照线宽则低 5 倍)。GERDA 测量中使用的富集材料量为 14.6kg,仅比 HM 实验使用的量大 1.34 倍。背景模型过于简化且尚不充分。尚未证明其背景谱线可以被识别。GERDA 必须继续测量约 5 年,直到能够负责任地呈现一个被充分理解的背景。GERDA 目前给出的半衰期下限 T_{1/2}^{0\nu} > 2.1 x 10^{25} y(90% 置信水平,即 1.6sigma)仍低于 HEIDELBERG-MOSCOW 实验确定的半衰期 T_{1/2}^{0\nu} = 2.23^{{+0.44}_{-0.31}} x 10^{25} y \cite{HVKK-IVK-MPhLA2006}。

关键词

引用

@article{arxiv.1308.2524,
  title  = {Why is the Conclusion of the GERDA Experiment not Justified ?},
  author = {Hans Volker Klapdor-Kleingrothaus and Irina V. Krivosheina},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1308.2524},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 3 figures, LaTeX; typo in abstract, change of text format, list of references, acknowledgements added