نورترینوها فیزیکدانان را پریشان کرده اند؛ چرا نوترینوها خیلی سبک هستند و اصلا چرا چنین جرمی دارند؟ از قضا، یکی از رهیافت های مطالعه نوترینوها این است: فرایندهایی را مطالعه کنیم که در آن ها نورترینوها به تعطیلات رفته اند(!) مانند واکنش نادر واپاشی دو بتایی بدون نوترینو[1]. این واکنش تنها وقتی اتفاق می افتد که نوترینو پادذره خودش باشد(یعنی نوترینو فرمیون مایورانا باشد). در این صورت تعیین مقادیر جرمی انواع نوترینو آسان تر می شود. چندین آزمایش در حال اجراست و آن طور که در Physical Review Letters گزارش شده، در آخرین جستجوی آزمایشگاهی برای واپاشی بتای بدون نوترینو در یک ایزوتوپ زنون، هیچ علامتی از واکنش نیست ولی، بهترین حد ها تا امروز را بر احتمال رخداد این واکنش تعیین می کند.

واپاشی دو بتایی که در آن دو ذره بتا (الکترون) و دو پادنوترینو گسیل می شوند، تنها در ایزوتوپ های خاصی مجاز است اگر چه احتمال این واکنش کمتر از  یک بار در 10²⁰ سال است. اگر نوترینو فرمیون مایورانا باشد، واپاشی دو بتایی می تواند در یک فرایند مجازی رخ دهد یعنی هسته ای یک پاد نوترینو گسیل و یک نوترینو جذب کند که آن را واپاشی بدون نوترینو می نامند.

پزوهشگران در رصدخانه زنون غنی شده[2](EXO) که در نزدیکی کارلزباد نیومکزیکو قرار داد، در 200 کیلوگرم زنون مایع غنی شده به بیش از 80% زنون-136 به دنبال واپاشی نادر بدون نوترینو هستند. وقوع واپاشی دو بتا در ایزوتوپ زنون-136 امکان پذیر است. آشکارگر EXO طیف انرژی دو الکترون گسیل شده در واپای هسته ای را اندازه می گیرد، اگر الکترون ها با دو نوترینو همراه باشند یا نوترینویی در کار نباشد، این طیف انرژی متفاوت است.

بر اساس داده های گردآوری شده بین سپتامبر 2011 و آپریل 2012، EXO هیچ مدرکی از واپاشی دو بتای بدون نوترینو نیافت و نتیجه گرفت که نیمه عمر آن در زنون 136 باید بیش از 1.6 ´10²⁵ سال باشد. این نیمه عمر، حد بالایی بر جرم نوترینوی مایورانا می نهد و تردید در مورد صحت ادعای مشاهده واپاشی دو بتایی را در ژرمانیوم-76 تقویت کند.

منبع:

Looking for No Neutrinos, APS News, July 19, 2012 link

مرجع:

Search for Neutrinoless Double-Beta Decay in 136Xe with EXO-200, M. Auger et al. (EXO Collaboration) , Phys. Rev. Lett. 109, 032505 (2012)