参与中粒子物理实验 EXO-200(Enriched Xenon Observatory)的物理学家公布了两年来的首个结果,报告发表在《自然》期刊上。实验是设计在富含同位素氙 136 的 200 千克液态氙中寻找无中微子双β衰变(neutrinoless double beta decay)现象。如果能首次探测到无中微子双β衰变,那么这将能证明中微子的 Majorana 属性——即中微子是自身的反粒子。
虽然实验尚未取得引人注目的结果,但物理学家缩小了无中微子双β衰变的半衰期和质量范围。无中微子双β衰变是核β衰变的一个特例,而双β衰变则需要两个中微子发生衰变,这个现象极其罕见。标准模型预测,两个中微子发生双β衰变的半衰期超过 10^20 年,是宇宙年龄的数十亿倍。研究人员对 EXO-200 实验数据的分析显示,无中微子β衰变的半衰期大于 1.1 × 10^25 年,改进了之前预测的 1.6 × 10^25。Majorana 中微子的质量则被限制在 0.2–0.4 eV。研究人员已经提议建立一个更大的探测器,使用 5000 公斤的氙。