Neutrinoless double-beta decay of⁷⁶Ge

Summary

An underground experiment where a Ge(Li) diode is used both as source and as detector of the lepton nonconserving neutrinoless ββ decay of⁷⁶Ge is reported. A 68.5 cm³ active volume Ge(Li) heavily shielded against local radioactivity has been operated for about 4400 h of effective running time in a laboratory situated in the Mont Blanc tunnel (4.200 m of water equivalent). No evidence for neutrinoless decay was found with an upper limit on the lifetime of τ_0v >5·10²¹ years at 68% confidence level. This result, together with those of other experiments on different nuclei, is discussed in connection with the present theories on lepton nonconservation, and a limit on the lepton nonconserving amplitude is obtained.

Riassunto

Si descrive un'esperienza, svolta in un laboratorio sotterraneo, e basata sull'impiego di un diodo Ge(Li) sia come sorgente che come rivelatore del decadimento ββ senza emissione di neutrini. Tale decadimento violerebbe la legge di conservazione del numero leptonico. Si è fatto funzionare per circa 4400 ore di misure un rivelatore Ge(Li) da 68.5 cm³ di volume utile, schermato accuratamente contro la radioattività ambientale e piazzato in un laboratorio nel tunnel del Monte Bianco (a 4200 metri di acqua equivalente di profondità). Non si è trovata alcuna indicazione sull'esistenza del decadimento senza neutrini e si è stabilito un limite τ_0v >5·10²¹ anni sulla relativa vita di dimezamento, con un grado di confidenza del 68%. Si discute questo risultato, assieme a quelli di altri esperimenti in nuclei diversi, confrontandoli con le previsioni teoriche sulla non conservazione del numero leptonico e si ottiene un limite sull'ampiezza non conservante il numero stesso.

Резюме

Приводятся результаты подземного эксперимента, где Ge(Li) диод используется и как источник и как детктор ββ распада⁷⁶Ge без участия нейтрино, в котором не сохраняется число лептонов. Активный объем Ge(Li) 68.5 cm³, защищенный от локальной радиоактивности, действовал около 4400 часов эффективного рабочего времени в лаборато рии, расположенной в туннеле под Мон Бланом (4200 м водного зквивалента). Не было обнаружно подтверждения для распада без участия нейтрино с верхним пределом для времени жизни τ_0v >5·10²¹ лет при степени достоверности 68%. В связи с существующими теориями несохранения числа лептонов обсуждается полученный результат, вместе с результатами других экспериментов на друтих ядрах. Выводится предел для амплитуды с несохранением числа лептонов.