Energeticheskiy spektr β-elektronov v bezneytrinnom dvoynomβ-raspade s uchetom vozbuzhdeniya elektronnoy obolochki atomov
- Authors: Krivoruchenko M.I1, Tyrin K.S1, Karpeshin F.F1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 117, No 11-12 (6) (2023)
- Pages: 887-891
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0370-274X/article/view/145238
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1234567823120029
- EDN: https://elibrary.ru/EUTANO
- ID: 145238
Cite item
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
- S. Bilenky, Introduction to the Physics of Massive and Mixed Neutrinos, 2nd ed., Lecture Notes in Physics, Springer-Verlag, Berlin (2018), v. 947.
- 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).
- M. I. Krivoruchenko and K. S. Tyrin, Eur. Phys. J. A 56, 16 (2020).
- F. F. Karpeshin, M. B. Trzhaskovskaya, and L. F. Vitushkin, Yad. Fiz. 83, 344 (2020)
- Phys. At. Nucl. 83, 608 (2020).
- F. F. Karpeshin and M.B. Trzhaskovskaya, Yad. Fiz. 85, 347 (2022)
- Phys. At. Nucl. 85, 474 (2022).
- F. F. Karpeshin and M.B. Trzhaskovskaya, Phys. Rev. C 107, 045502 (2023).
- I. Lindgren, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 137-140, 59 (2004).
- K. Alfonso, D.R. Artusa, F.T. Avignone et al. (CUORE Collaboration), Phys. Rev. Lett. 115, 102502 (2015).
- G. Anton, I. Badhrees, P. S. Barbeau et al. (EXO-200 Collaboration), Phys. Rev. Lett. 123, 161802 (2019).
- A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya et al. (KamLAND-Zen Collaboration), Phys. Rev. Lett. 117, 082503 (2016)
- Addendum: Phys. Rev. Lett. 117, 109903 (2016).
- R. Arnold, C. Augier, J.D. Baker et al. (NEMO-3 Collaboration), Phys. Rev. D 92, 072011 (2015).
- The GERDA Collaboration, Nature 544, 47 (2017).
- J.T. Suhonen, Front. Phys. 5, 55 (2017).
- F. ˇSimkovic, A. Faessler, V. Rodin, P. Vogel, and J. Engel, Phys. Rev. C 77, 045503 (2008).
- 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).
- J. P. Desclaux, At. Data Nucl. Data Tables 12, 31l (1973).
- E. Clementi and C. Roetti, At. Data Nucl. Data Tables 14, 177 (1974).
- K.-N. Huang, M. Aoyagi, M.H. Chen, B. Grasemann, and H. Mark, At. Data Nucl. Data Tables 18, 243 (1976).
- K.G. Dyall, I.P. Grant, C.T. Johnson, F.A. Parpia, and E. P. Blummer, Comput. Phys. Commun. 55, 425 (1989).
- I.P. Grant, Relativistic Quantum Theory of Atoms and Molecules: Theory and Computation, Springer Science + Business Media, N.Y. (2007).
- L.D. Landau and E.M. Lifschitz, Quantum Mechanics: Non-relativistic Theory. Course of Theoretical Physics, 3rd ed., Pergamon, London (1977), v. 3.
- A. Kramida and Yu. Ralchenko, J. Reader and NIST ASD Team (2022), NIST Atomic Spectra Database (ver. 5.10), https://physics.nist.gov/asd
- National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD; DOI: https://doi.org/10.18434/T4W30F
- J.C. Mason, Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 84, 357-360 (1964).
- I.M. Band, M. B. Trzhaskovskaya, C.W. Nestor Jr., P.O. Tikkanen, and S. Raman, At. Data Nucl. Data Tables 81, 1 (2002).
- I.M. Band and M.B. Trzhaskovskaya, At. Data Nucl. Data Tables 35, 1 (1986).
- E. L. Feinberg, J. Phys. (USSR) 4, 423 (1941).
- A. Мигдал, ЖЭТФ 11, 207 (1941)
- A. Migdal, J. Phys. Acad. Sci. USSR 4(1-6), 449 (1941).
- Z. Ge, T. Eronen, K. S. Tyrin, J. Kotila et al., Phys. Rev. Lett. 127, 272301 (2021).
- В.С. Королюк, Н.И. Портенко, А.В. Скороход, А.Ф. Турбин, Справочник по теории вероятностей и математической статистике, Наука M. (1985), 640 с.