Advertisement

A dynamical mechanism for the two-neutrino double beta decay

  • J. Abad
  • A. Morales
  • R. Núñez-Lagos
  • A. F. Pacheco
Article

Summary

To describe the physics of the two-neutrino (2v) double beta decay we propose the mechanism of one-neutral-pion exchange between nucléons as the dominant strong process to substitute the usual closure approximation which averages over intermediate nuclear states. Assuming that the corresponding nuclear matrix element for128Te →128Xe is equal to that for130Te →130Xe, we find a ratio of their half-lifes in the 2ν case essentially equal to that obtained in the conventional approach,i.e. somehow lower than the recent experimental results of Kirstenet al., which would imply no lepton number violation. For the half-lifes of both isotopes we get, within some approximations, rough estimates which lie rather close to the experimental values.

PACS

23.40 β-decay electron and muon capture 

PACS

14.60 Leptons 

Динамический механизм для двух-нейтринного двойного бета-распада

Резюме

Для описания физики двух-нейтринного (2v) двойного бета-распада мы предлагаем механизм обмена одним нейтральным пионом между нуклонами, как доминирующий силсный процесс, чтобы заменить обычное приближение, в котором проводится усреднение по всем промежуточным ядерным состояниям. Предполагая, что соответствуиющий ядерный матричый элемент для128Те →128Хе равен матричному элементу для130Те →130Хе, мы находим, что отношеное их перидов полураспада в случае (2ν) оказывается равным отношению, полученному в общепринятом подходе, т.е. меньше, чем недавние экспериментальные результаты Кирстена и др., которые указывают на отсутствие нарумения числа лептонов. Для периодов полураспада обоих изотопов, в рамках техже приближений, мы получаем грубые оценки, которые лежат значительно ближе к эксперименталвным величинам.

Riassunto

Per descrivere la fisica del decadimento doppio beta a due neutrini (2ν) si propone il meccanismo di scambio di un pione neutro tra nucleoni come il processo forte dominante per sostituire la consueta approssimazione di chiusura ehe fa la media degli stati nuoleari intermedi. Ipotizzando che l’elemento matriciale nucleare corrispondente per128Te →128Xe sia uguale a quello per130Te →130Xe, si trova un rapporto delle loro vite medie nel caso a 2ν essenzialmente uguale a quello ottenuto nell’approceio convenzionale, cioè in qualche modo inferiore ai risultati sperimentali recenti di Kirstenet al., che non implicherebbe la violazione del numero leptonico. Per le vite medie di entrambi gli isotopi otteniamo, entro una certa approssimazione, stime grossolane che si trovano abbastanza vicine ai valori sperimentali.

References

  1. (1).
    H. Primakoff andS. P. Rosen:Ann. Rev. Nucl. Sci.,31, 145 (1981);S. P. Rosen: Talk presented atNeutrino’81, Mani, Hawai, 1981;E. Fiorini:Baryon and lepton nonconservation, CERN preprint (1981).CrossRefADSGoogle Scholar
  2. (2).
    E. Majorana:Nuovo Cimento,14, 171 (1937);G. Racah:Nuovo Cimento,14, 322 (1937).CrossRefGoogle Scholar
  3. (3).
    T. Kirsten, G. A. Shaeffer, E. Norton andR. Stonner:Phys. Rev. Lett.,20, 1300 (1968);E. Alexander, B. Srinivasan and0. Manuel:Earth Planet. Sci. Lett.,5, 478 (1969);J. Inorg. Nuol. Chem.,34, 2381 (1972);Econ. Geol,67, 592 (1972).CrossRefADSGoogle Scholar
  4. (4).
    E. W. Hennecke, 0. Manuel andD. Sabu:Phys. Rev. C,11, 1378 (1975).CrossRefADSGoogle Scholar
  5. (5).
    T. Kirsten andH. Muller:Earth Planet. Sci. Lett.,6, 271 (1969);B. Srinivasan, E. Alexander, E. Beaty, D. Sinclair and0. Manuel:Econ. Geol.,68, 252 (1973).CrossRefADSGoogle Scholar
  6. (6).
    B. Cleveland, W. R. Leo, C. S. Wu, P. J. Callon andJ. D. Ullman:Phys. Rev. Lett.,35, 737 (1975);E. Fiorini, A. Pullia, G. Bertolini, F. Cappellani andG. Restolli:Nuovo Cimento A,13, 747 (1973);R. Bardin, P. J. Gollon, J. D. Ullman andC. S. Wu:Nucl. Phys. A,158, 837 (1970).CrossRefADSGoogle Scholar
  7. (7).
    M. K. Moe andD. Lowenthal:Phys. Rev. C,22, 2186 (1980).CrossRefADSGoogle Scholar
  8. (8).
    E. Bellotti: Talk presented atNeutrino’82, Balaton, June 1982. Google Scholar
  9. (9).
    A. Pomanski: Talk presented atNeutrino’82, Balaton, June 1982. Google Scholar
  10. (10).
    M. Doi, T. Katani, H. Nishiura, K. Okuda andE. Takasugi: Osaka preprint OS-GE-80-27, 81-28, 81-29.Google Scholar
  11. (11).
    W. C. Haxton, G. Stephenson andD. Strottman: Los Alamos Preprint LA-UR81-3454.Google Scholar
  12. (12).
    P. Minkowski: University of Bern, preprint BUTP-15 (1981).Google Scholar
  13. (13).
    S. P. Rosen: Talk presented atNeutrino’81, Mani, Hawai, 1981. Google Scholar
  14. (14).
    D. Bryman andC. Picciotto:Rev. Mod. Phys.,50, 11 (1978).CrossRefADSGoogle Scholar
  15. (15).
    Quoted in E. Bellotti:New results on double beta decays, inNeutrino’82 Conference, Balaton, June 1982, and private communication.Google Scholar
  16. (16).
    H. Primakoff andS. P. Rosen:Rep. Progr. Phys.,22, 121 (1959).CrossRefADSGoogle Scholar
  17. (17).
    E. J. Konopinski:The Theory of Beta Radioactivity (Oxford, 1966).Google Scholar
  18. (18).
    J. D. Vergados:Phys. Rev. C,12, 865 (1976).CrossRefADSGoogle Scholar
  19. (19).
    B. Pontecorvo:Phys. Lett. B,26, 630 (1968).CrossRefADSGoogle Scholar
  20. (20).
    A. Molina andP. Pascual:Nuovo Cimento A,41, 756 (1977).CrossRefADSGoogle Scholar
  21. (21).
    H. Primakoff andS. P. Rosen:Phys. Rev.,184, 1925 (1969).CrossRefADSMATHGoogle Scholar
  22. (22).
    H. M. Georgi, S. L. Glashow andS. Nussinov: Harvard University preprint HUTP-81/A026;R. N. Mohapatra andJ. D. Vergados:Phys. Rev. Lett., 47, 1713 (1981);J. D. Vergados:Phys. Rev. D,25, 914 (1982). 12 -Il Nuovo Cimento A.Google Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1983

Authors and Affiliations

  • J. Abad
    • 1
  • A. Morales
    • 1
  • R. Núñez-Lagos
    • 1
  • A. F. Pacheco
    • 1
  1. 1.Institute de Fisica Nuclear y Alias EnergiasUniversidad de ZaragozaZaragozaSpain

Personalised recommendations