Energeticheskiy spektr β-elektronov v bezneytrinnom dvoynomβ-raspade s uchetom vozbuzhdeniya elektronnoy obolochki atomov

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В двойном β-распаде электронная оболочка дочернего атома с высокой вероятностью оказывается в возбужденном состоянии, в результате чего энергия, уносимая β-электронами, испытывает сдвиг в сторону меньших величин. В модели Томаса-Ферми и в релятивистском формализме Дирака-Хартри-Фока найдены среднее значение и дисперсия энергии возбуждения электронной оболочки дочернего атома в двойном β-распаде германия 76Ge → 76Se + 2β (+ 2ν¯e ). На основании полученных оценокпостроена двух-параметрическая модель энергетического спектра β-электронов в безнейтринной моде,учитывающая перераспределение энергии реакции между продуктами распада. С вероятностью 90 % сдвиг суммарной энергии β-электронов не превышает 50 эВ. Средняя энергия возбуждения, однако, на порядок выше и равна ~ 400 эВ, в то время как корень из дисперсии равен ~ 2900 эВ, что объясняется, по-видимому, значительным вкладом внутренних электронных уровней в энергетические характеристики процесса. Искажение формы пика 0ν2β-распада необходимо учитывать при анализе данных детекторов c разрешением ~ 100 эВ или выше.

References

  1. S. Bilenky, Introduction to the Physics of Massive and Mixed Neutrinos, 2nd ed., Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, Berlin (2018), v. 947.
  2. W. Bambynek, H. Behrens, M.H. Chen, B. Crasemann, M. L. Fitzpatrick, K.W.D. Ledingham, H. Genz, M. Mutterer, and R. L. Intemann, Rev. Mod. Phys. 49, 77 (1977).
  3. M. I. Krivoruchenko and K. S. Tyrin, Eur. Phys. J. A 56, 16 (2020).
  4. F. F. Karpeshin, M. B. Trzhaskovskaya, and L. F. Vitushkin, Yad. Fiz. 83, 344 (2020)
  5. Phys. At. Nucl. 83, 608 (2020).
  6. F. F. Karpeshin and M.B. Trzhaskovskaya, Yad. Fiz. 85, 347 (2022)
  7. Phys. At. Nucl. 85, 474 (2022).
  8. F. F. Karpeshin and M.B. Trzhaskovskaya, Phys. Rev. C 107, 045502 (2023).
  9. I. Lindgren, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 137-140, 59 (2004).
  10. K. Alfonso, D.R. Artusa, F.T. Avignone et al. (CUORE Collaboration), Phys. Rev. Lett. 115, 102502 (2015).
  11. G. Anton, I. Badhrees, P. S. Barbeau et al. (EXO-200 Collaboration), Phys. Rev. Lett. 123, 161802 (2019).
  12. A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya et al. (KamLAND-Zen Collaboration), Phys. Rev. Lett. 117, 082503 (2016)
  13. Addendum: Phys. Rev. Lett. 117, 109903 (2016).
  14. R. Arnold, C. Augier, J.D. Baker et al. (NEMO-3 Collaboration), Phys. Rev. D 92, 072011 (2015).
  15. The GERDA Collaboration, Nature 544, 47 (2017).
  16. J.T. Suhonen, Front. Phys. 5, 55 (2017).
  17. F. ˇSimkovic, A. Faessler, V. Rodin, P. Vogel, and J. Engel, Phys. Rev. C 77, 045503 (2008).
  18. C.C. Lu, T.A. Carlson, F.B. Malik, T.C. Tucker, and C.W. Nestor, Jr., At. Data Nucl. Data Tables 3, 1 (1971).
  19. J. P. Desclaux, At. Data Nucl. Data Tables 12, 31l (1973).
  20. E. Clementi and C. Roetti, At. Data Nucl. Data Tables 14, 177 (1974).
  21. K.-N. Huang, M. Aoyagi, M.H. Chen, B. Grasemann, and H. Mark, At. Data Nucl. Data Tables 18, 243 (1976).
  22. K.G. Dyall, I.P. Grant, C.T. Johnson, F.A. Parpia, and E. P. Blummer, Comput. Phys. Commun. 55, 425 (1989).
  23. I.P. Grant, Relativistic Quantum Theory of Atoms and Molecules: Theory and Computation, Springer Science + Business Media, N.Y. (2007).
  24. L.D. Landau and E.M. Lifschitz, Quantum Mechanics: Non-relativistic Theory. Course of Theoretical Physics, 3rd ed., Pergamon, London (1977), v. 3.
  25. A. Kramida and Yu. Ralchenko, J. Reader and NIST ASD Team (2022), NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.10), https://physics.nist.gov/asd
  26. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD; DOI: https://doi.org/10.18434/T4W30F
  27. J.C. Mason, Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 84, 357-360 (1964).
  28. I.M. Band, M. B. Trzhaskovskaya, C.W. Nestor Jr., P.O. Tikkanen, and S. Raman, At. Data Nucl. Data Tables 81, 1 (2002).
  29. I.M. Band and M.B. Trzhaskovskaya, At. Data Nucl. Data Tables 35, 1 (1986).
  30. E. L. Feinberg, J. Phys. (USSR) 4, 423 (1941).
  31. A. Мигдал, ЖЭТФ 11, 207 (1941)
  32. A. Migdal, J. Phys. Acad. Sci. USSR 4(1-6), 449 (1941).
  33. Z. Ge, T. Eronen, K. S. Tyrin, J. Kotila et al., Phys. Rev. Lett. 127, 272301 (2021).
  34. В.С. Королюк, Н.И. Портенко, А.В. Скороход, А.Ф. Турбин, Справочник по теории вероятностей и математической статистике, Наука M. (1985), 640 с.

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies