G5 Artikkeliväitöskirja
The nuances of β-decay : theoretical computations and their applications for beyond the standard model physics (2024)

Ramalho, M. (2024). The nuances of β-decay : theoretical computations and their applications for beyond the standard model physics [Doctoral dissertation]. University of Jyväskylä. JYU Dissertations, 773. https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-86-0124-1

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Ramalho, Marlom

eISBN: 978-952-86-0124-1

Lehti tai sarja: JYU Dissertations

eISSN: 2489-9003

Julkaisuvuosi: 2024

Sarjan numero: 773

Kirjan kokonaissivumäärä: 1 verkkoaineisto (50 sivua, 45 sivua useina numerointijaksoina, 14 numeroimatonta sivua)

Kustantaja: University of Jyväskylä

Julkaisumaa: Suomi

Julkaisun kieli: englanti

Pysyvä verkko-osoite: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-86-0124-1

Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla

Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava

Tiivistelmä

Tämä väitöskirja sisältää kuusi julkaisua ja johdanto-osan, joka keskittyy ytimen beetahajoamisen ominaisuuksien kuvailuun ja ytimen kuorimalliin osana sen yksityiskohtaista laskennallista analyysiä. Työn kantavana teemana on tarkastella erilaisia beetahajoamiseen liittyviä menetelmiä, joiden käyttö mahdollistaa uusien näkökulmien avaamisen ytimen standardimallin ulkopuolisen fysiikan tarkastelulle. Tutkimuksen ensimmäinen osa syventyy ytimen 92Rb beetaspektrien muotojen perusteelliseen tarkasteluun pyrkien vastaamaan kysymykseen tiettyjen likimääräismenetelmien käytön oikeutuksesta tarkasteltaessa kiellettyjä ei-uniikkeja hajoamisia beetaspektrien summausmenetelmän yhteydessä. Tämä analyysi on merkityksellinen reaktoriantineutriinoanomalian kannalta, ehdottaen antineutriinospektrissä esiintyvän "olkapään" arvoitukseen liittyviä mahdollisia ratkaisuja ja paraneltuja menetelmiä näiden ratkaisujen löytämiseksi. Näin pyrkimyksenä on rakentaa siltaa summausmenetelmän tulosten ja mitatun antineutriinovuon välille. Seuraavat tutkimukset suuntautuvat laskettujen beetaspektrien hyväksikäyttöön harvinaisia hajoamisia mittaavien kokeiden taustasäteilyyn liittyvässä kalibroinnissa, keskittyen erityisesti maanalaislaboratorioissa esiintyvän radonin radioaktiiviseen hajoamisketjuun. Tätä silmällä pitäen on suoritettu 212−214Pb-Bi- Po hajoamisketjun perusteellinen analyysi, mikä merkitsee huomattavaa edistystä maanalaisen taustasäteilyn tuoman haasteen ratkaisemisessa. Tähän liittyen on huomattu, että beetaspektrien muoto voi riippua ns. pienestä relativistisesta ydinmatriisielementistä (sNME), jonka tarkka laskeminen ytimen kuorimallin valenssiavaruuksissa on todella haastavaa. Tämän riippuvuuden innoittamana tutkimusta on laajennettu tarkastelemalla aksiaalikytkentävoimakkuuden gA ja matriisielementin sNME vaikutusta ytimen 99Tc beetaspektriin. Kyseinen ydin on neutriinottomalla kaksoisbeetahajoamisella mahdollisesti purkautuvien ydinten 100Mo ja 96Zr välittömässä läheisyydessä. Havaittu matriisielementtiin sNME liittyvä kaksiselitteisyys johti lisätutkimuksiin läpi reaktoriantineutriinoanomaliaan liittyvien isotooppien kirjon, pyrkimyksenä valottaa beetaspektrien muodon ennustettavuuden tarkkuutta suhteessa sNME:hen ja gA:han. Eräs työn huipentumana on, että työssä kehitetyt menetelmät auttavat myös (anti)neutriinon massan määrittämisessä hyödyntäen ytimen kuorimallia ja sillä saatuja ennusteita beetasiirtymien puoliintumisajoille.

YSO-asiasanat: ydinfysiikka; hiukkasfysiikan standardimalli; beetasäteily; atomit; kuori; massaspektrometria; laskennallinen tiede

Vapaat asiasanat: beetahajoaminen; ytimen kuorimalli; beetaspektrin muoto; kielletty ei-uniikki; heikko aksiaalikytkentä; pieni ydinmatriisielementti

Liittyvät organisaatiot

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2024