Двойной бета-распад, 2β-распад, ββ-распад — общее название нескольких видов радиоактивного распада атомного ядра, которые обусловлены слабым взаимодействием и изменяют заряд ядра на две единицыНаумов А. И. Физика атомного ядра и элементарных частиц. - М., Просвещение, 1984. - С. 203.
Двойной бета-распад в собственном смысле слова сопровождается увеличением заряда ядра на две единицы и излучением двух электронов:
Другие виды 2β-распада уменьшают заряд ядра на две единицы:
двойной электронный захват, 2ε-захват
электронный захват с эмиссией позитрона, εβ+-распад
двойной позитронный распад, 2β+-распад
Двойной бета-распад — самый редкий из всех процессов радиоактивного распада. Все 14 нуклидов, для которых этот процесс достоверно наблюдался, имеют период полураспада больше чем 7×1018 лет, а у 128Te период полураспада составляет (3,5±2,0) летList of Adopted Double Beta (ββ) Decay Values. National Nuclear Data Center. Brookhaven National Laboratory, 2010. Brookhaven National Laboratory Report BNL-91299-2010 ., что на сегодня является абсолютным рекордом среди всех радиоактивных нуклидов. Подтверждённые наблюдения относятся только к 2β-распаду с увеличением заряда ядра, за исключением бария-130, испытывающего, вероятно, двойной электронный захват (период полураспада (2,2±0,5) лет, измерен в геохимическом эксперименте по накоплению продукта распада, ксенона-130, в кристаллической решётке древнего минерала, содержащего барий), криптона-78, p. 768. и ксенона-124.
Распад может осуществляться не только на основное состояние дочернего ядра, но и на возбуждённые состояния. В этом случае излучается также один или несколько гамма-квантов и/или конверсионных электронов.
Безнейтринный двойной бета-распад В отличие от приведённых выше реакций (относящихся к двухнейтринному -распаду), безнейтринный -распад не сопровождается эмиссией нейтрино или антинейтрино. В результате такого процесса лептонное число не сохраняется (изменяется на две единицы). Хотя Стандартная Модель физики элементарных частиц запрещает процессы с нарушением закона сохранения лептонного числа, многие расширения СМ включают в себя процессы такого рода. Доказано, что для осуществления безнейтринного 2β-распада необходимо, чтобы нейтрино являлось майорановской частицей (то есть представляло собой собственную античастицу), и обладало массой.
Благодаря этому обстоятельству, -распад является чувствительным индикатором майорановской массы нейтрино. В настоящее время не существует достоверных наблюдений безнейтринных 2β-процессов, однако нижние ограничения на период полураспада по этому каналу для разных ядер достигают лет. Это соответствует верхнему ограничению на майорановскую массу нейтрино порядка нескольких сотен миллиэлектронвольт. Кроме того, ограничения на вероятность безнейтринного 2β-распада позволяют установить ограничения на другие параметры теории, например на константы связи правых лептонных и кварковых токов в слабом взаимодействии, константы связи нейтрино с майороном, некоторые параметры суперсимметричных моделей. В настоящее время в мире действует или сооружается около десятка крупных подземных детекторов, предназначенных для поиска безнейтринного двойного бета-распада: GERDA, NEMO-3, Genius, Cuore, Majorana и т. д.
Благодаря исследованиям двойного безнейтринного бета-распада можно определить природу нейтрино (дираковская это частица или майорановская) и иерархию масс нейтрино (прямая или инвертированная).
См. также Двойной электронный захват
Примечания
Литература
Барабаш А. С. Обзор современных экспериментов по двойному бета-распаду // Ядерная физика. - 2007. - Т. 70. № 7. - С. 1230-1241. Али А., Борисов А. В., Журидов Д. В. Угловое распределение электронов в безнейтринном двойном бета-распаде и новая физика // Ядерная физика. - 2007. - Т. 70. № 7. - С. 1305-1310.
Категория:Ядерная физика Категория:Физика элементарных частиц Категория:Радиоактивность Категория:Слабое взаимодействие Категория:Нейтрино