As observações dos núcleos de molibdênio não revelaram sinais de um decaimento nuclear especulativo chamado decaimento duplo-beta da neutrinol, estabelecendo uma forte restrição nesse processo.
Ao contrário de outros férmions no modelo padrão, os neutrinos são incrivelmente leves e parecem ter a mesma quiralidade. Essas peculiaridades podem ser explicadas se os neutrinos forem as chamadas partículas de majorana-ou seja, se forem suas próprias antipartículas. Um sinal revelador de neutrinos majorana seria um decaimento radioativo conhecido como decaimento duplo-beta de neutrinidade, mas esse processo ainda não foi visto. Agora, a colaboração de Amore alcançou o limite mais rigoroso até o momento no decaimento duplo-beta da neutrinola de núcleos de molibdênio (1). Esse resultado coloca fortes limites nas propriedades potenciais dos neutrinos majorana.
Em decaimento duplo-beta common, dois nêutrons em um núcleo se transformam simultaneamente em dois prótons, liberando dois elétrons e dois neutrinos. Se os neutrinos são partículas de majorana, é permitido outro tipo de decaimento duplo-beta, no qual apenas os elétrons são emitidos. Os cientistas procuraram evidências de decaimento duplo-beta neutrinolesa por mais de sete décadas, usando núcleos que variam de cálcio-48 a neodímio-150.
A colaboração de Amore investigou cristais contendo 3 kg de molibdênio-100 no Laboratório Subterrâneo de Yangyang, na Coréia do Sul. Por mais de dois anos, os pesquisadores mediram as energias de elétrons emitidos a partir dos decaimentos desses núcleos. Comparado com os elétrons emitidos por decaimento duplo-beta common, os emitidos pelo processo de neutrinidade devem ter energia complete adicional, no valor do dos neutrinos ausentes. A equipe descobriu que todas as medidas eram consistentes com a decaimento duplo-beta common. Essa descoberta permitiu aos pesquisadores estabelecer um limite mais baixo na meia-vida do processo de neutrinidade: eles calcularam que levaria pelo menos 2,9 × 1024 anos para metade dos átomos de molibdênio se deterioram dessa maneira. Embora essa meia-vida seja de 200 trilhões de vezes a idade do universo, a colaboração de Amore espera que a deterioração seja encontrada por uma versão atualizada do experimento, que usará 100 kg de molibdênio-100 e abrange cinco anos.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
A. Agrawal et al. (Colaboração de Amore), “Limite aprimorado para a decaimento beta dupla da neutro 100MO de Amore-i, ” Phys. Rev. Lett.134082501 (2025).
