A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Direct high-precision measurement of the mass difference of 77As–77Se related to neutrino mass determination (2024)
Ge, Z., Eronen, T., Ramalho, M., de Roubin, A., Nesterenko D., A., Kankainen, A., Beliuskina, O., de Groote, R., Geldhof, S., Gins, W., Hukkanen, M., Jokinen, A., Koszorús, Á., Kotila, J., Kostensalo, J., Moore I., D., Pirinen, P., Raggio, A., Rinta-Antila, S., . . . Zadvornaya, A. (2024). Direct high-precision measurement of the mass difference of 77As–77Se related to neutrino mass determination. European Physical Journal A, 60(5), Article 104. https://doi.org/10.1140/epja/s10050-024-01317-3
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Ge, Z.; Eronen, T.; Ramalho, M.; de Roubin, A.; Nesterenko D., A.; Kankainen, A.; Beliuskina, O.; de Groote, R.; Geldhof, S.; Gins, W.; et al.
Lehti tai sarja: European Physical Journal A
ISSN: 1434-6001
eISSN: 1434-601X
Julkaisuvuosi: 2024
Ilmestymispäivä: 08.05.2024
Volyymi: 60
Lehden numero: 5
Artikkelinumero: 104
Kustantaja: Springer
Julkaisumaa: Saksa
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1140/epja/s10050-024-01317-3
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95487
Julkaisu on rinnakkaistallennettu: https://arxiv.org/abs/2401.15242
Tiivistelmä
The first direct determination of the ground-state-to-ground-state β−-decay Q-value of 77As to 77Se was performed by measuring their atomic mass difference utilizing the double Penning trap mass spectrometer, JYFLTRAP. The resulting Q-value is 684.463(70) keV, representing a remarkable 24-fold improvement in precision compared to the value reported in the most recent Atomic Mass Evaluation (AME2020). With the significant reduction of the uncertainty of the ground-state-to-ground-state Q-value and knowledge of the excitation energies in 77Se from γ-ray spectroscopy, the ground-state-to-excited-state Q-value of the transition 77As (3/2−, ground state) → 77Se∗ (5/2+, 680.1035(17) keV) was refined to be 4.360(70) keV. We confirm that this potential low Q-value β−-decay transition for neutrino mass determination is energetically allowed at a confidence level of about 60σ. Nuclear shell-model calculations with two well-established effective Hamiltonians were used to estimate the partial half-life for the low Q-value transition. The half-life was found to be of the order of 109 years for this first-forbidden non-unique transition, which rules out this candidate a potential source for rare-event experiments searching for the electron antineutrino mass.
YSO-asiasanat: ydinfysiikka; hiukkasfysiikka; neutriinot; massa (fysiikka)
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Tarkkuusmassamittauksia erittäin matalien Q-arvojen määrittämiseksi mahdollisista kandidaattiytimistä neutriinojen tutkimiseen-tutkimuskulut
- Eronen, Tommi
- Suomen Akatemia
- Harvinaisten ydinten tutkimuksia alkuaineiden syntyprosessien ymmärtämiseksi maailmankaikkeudessa
- Kankainen, Anu
- Suomen Akatemia
- Harvinaisten ydinten tutkimuksia alkuaineiden syntyprosessien ymmärtämiseksi maailmankaikkeudessa
- Kankainen, Anu
- Suomen Akatemia
- Harvinaisten ydinten tutkimuksia alkuaineiden syntyprosessien ymmärtämiseksi maailmankaikkeudessa
- Kankainen, Anu
- Suomen Akatemia
- Tarkkuusmassamittauksia eitttäin matalien Q-arvojen määrittämiseksi mahdollistaa kandidaattiytimistä neutriinojen tutkimiseen
- Eronen, Tommi
- Suomen Akatemia
- Kaasusuihkulaserspektroskopiaa protoni -drip-linja -alueen ytimillä
- Moore, Iain
- Suomen Akatemia
- Tarkkuusmassamittauksia erittäin matalien Q-arvojen määrittämiseksi mahdollisista
kandidaattiytimistä neutriinojen tutkimiseen (tutkimuskulut)- Eronen, Tommi
- Suomen Akatemia
- Eksoottisten N=Z-ytimien (100Sn asti) ja lähiympäristön massamittaukset ydinfysiikan ja ydinastrofysiikan tutkimuksia varten
- Ge, Zhuang
- Suomen Akatemia
- Teoreettisia työkaluja atomiydinten harvinaisten hajoamisten ja pimeän aineen tutkimiseen
- Kotila, Jenni
- Suomen Akatemia
- Teoreettisia työkaluja atomiydinten harvinaisten hajoamisten ja pimeän aineen tutkimiseen
- Kotila, Jenni
- Suomen Akatemia
- Raskaita eksoottisia ytimiä ydinastrofysiikan tutkimukseen
- Kankainen, Anu
- Suomen Akatemia
- Masses, Isomers and Decay Studies for Elemental Nucleosynthesis
- Kankainen, Anu
- Euroopan komissio
- Laser Ionization and Spectroscopy of Actinide elements
- Moore, Iain
- Euroopan komissio
- EUROPEAN LABORATORIES FOR ACCELERATOR BASED SCIENCE
- Greenlees, Paul
- Euroopan komissio
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2024
Alustava JUFO-taso: 2