CUORE за четыре года работы не нашел следов двойного безнейтринного бета-распада
Коллаборация CUORE сообщила о том, что в результате четырехлетней работы их детектора не нашлось следов двойного безнейтринного бета-распада ядра теллура-130. Работа ученых накладывает новые ограничения на период полураспада ядра через этот канал, который теперь не может быть меньше, чем 2,2×1025 лет, что, в свою очередь, строже ограничивает условия, при которых нейтрино может оказаться майорановской частицей. Исследование опубликовано в Nature.
Люди познакомились с нейтрино благодаря бета-распаду. Странный характер энергетического спектра электронов требовал либо отказаться от закона сохранения энергии, либо ввести новую частицу, которую можно обнаружить только по ее участию в слабом взаимодействии. Дальнейшая история показала, что вторая точка зрения была верной, и существование нейтрино подтвердилось.
Впрочем, на этом споры вокруг нейтрино не утихли. Например, физики до сих пор точно не знают, как нейтрино соотносятся со своими античастицами. В 1937 году Этторе Майорана предположил, что нейтрино могут оказаться античастицами к самим себе. Если его гипотеза верна и нейтрино — это майорановские фермионы, это может иметь важные последствия для физики. Например, этот факт может пролить свет на преобладании материи над антиматерией во Вселенной.
Над проверкой этой гипотезы работает множество лабораторий. Про успехи некоторых из них мы уже писали ранее. В числе прочих мы рассказывали про детектор CUORE, который ищет майорановские частицы по двойному бета-распаду теллура-130. Его особенностью стало использование криогенных температур для рекордно большого количества вещества. В 2017 году мы сообщали о первых результатах его полноценной работы, после чего физики из CUORE приступили к новому долгосрочному этапу сбора данных.
Теперь этот этап подошел к концу и коллаборация CUORE сообщает о его результатах. За четыре года непрерывной работы детектор не нашел сколь-либо достоверных свидетельств существования двойного безнейтринного бета-распада, и, следовательно, доказательств того, что нейтрино обладает майорановскими свойствами. Рекордные параметры установки позволили обновить период полураспада этого процесса в ядре теллура-130, который теперь оказался равен 2,2×10