Поиск безнейтринного двойного бета-распада

Коллаборация CUORE представила новые результаты поиска безнейтринного двойного бета-распада (0νββ) ядер ¹³⁰Te [1]. Этот тип распада в экспериментах пока не наблюдался [2, 3]. Он возможен при условии, что нейтрино является майорановской частицей, т.е. своей собственной античастицей. Эксперимент CUORE проводится в подземном тоннеле в Национальной лаборатории Гран Сассо (Италия), где уникальная холодильная установка поддерживают ≈1,5 тонн материала при температуре ≈10 мК в течение нескольких лет. Колориметр, в котором ищутся распады, представляет собой массив из 998 кубических кристаллов ¹³⁰Te с общей массой 742 кг, снабжённых германиевыми термисторами. Значительная толщина грунта экранирует детектор от адронной компоненты космических лучей и в миллион раз снижает поток мюонов, а защита от локального гамма-излучения выполнена частично из низкофонового свинца, найденного на затонувшем древнеримским корабле. Хотя самих 0νββ-распадов не обнаружено, было установлено, что время 0νββ-полураспада превышает 2,2 × 10²⁵ лет, что на сегодняшний день является лучшим ограничением для ¹³⁰Te. Отсюда, в свою очередь, следует ограничение на эффективную майорановскую массу нейтрино <90-305 мэВ, где интервал значений связан с неопределённостями в теоретических расчётах. Разработанная для эксперимента CUORE методика охлаждения больших объёмов вещества до сверхнизких температур и способ экранирования детектора от фона могут оказаться полезными, в частности, для создания квантовых компьютеров на основе сверхпроводящих элементов. [1] Adams D Q et al. Nature 604 53 (2022) [2] Барабаш А С УФН 184 5240 (2014); Barabash A S Phys. Usp. 57 482 (2014) [3] Шимковиц Ф УФН 191 1307 (2021); Simkovic F Phys. Usp. 64 1238 (2021)