素粒子物理学：まれな崩壊を探して

ニュートリノの性質は、素粒子物理学における最も不可解な側面の1つである。標準模型の拡張版の大半では、ニュートリノはそれ自身の反粒子であると仮定されており、こうした粒子はマヨラナフェルミオンと呼ばれている。もしニュートリノが自身の反粒子なら、まだ検出されていない非常にまれな二重β崩壊と呼ばれる放射性崩壊が存在するはずである。まれな崩壊を発見するため、あるいはその崩壊の存在にさらに厳しい制限を課すためには、バックグラウンド事象の抑制が不可欠である。今回、GERDA Collaborationは、35.6 kgのゲルマニウム76におけるニュートリノレス二重β崩壊の探索について報告している。巧妙なバックグラウンド除去系を用いることで、この分野で長く待ち望まれていた、本質的にバックグラウンドのない環境での探索が可能となり、その結果、この崩壊の半減期の下限が5.3 × 10²⁵年であると決定された。今回のバックグラウンド抑制技術によって、近い将来、半減期感度約10²⁷年までのバックグラウンドのない探索が可能になるはずである。

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