Энергетический спектр β-электронов в безнейтринном двойномβ-распаде с учетом возбуждения электронной оболочки атомов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

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.

Об авторах

М. И Криворученко

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: mikhail.krivoruchenko@itep.ru

К. С Тырин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: mikhail.krivoruchenko@itep.ru

Ф. Ф Карпешин

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д. И. Менделеева (ВНИИМ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: mikhail.krivoruchenko@itep.ru

Список литературы

  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».