用于电子中微子质量确定的高精度电子俘获$^{111}$In的$Q$值测量
摘要：用双Penning陷阱质谱仪JYFLTRAP进行了对$^{111}$In（9/2$^+$）电子俘获到$^{111}$Cd（1/2$^+$）基态的$Q$值的精确测定。得到了857.63(17) keV的值，比Atomic Mass Evaluation 2020 (AME2020)提取的值精确了近20倍。利用高精度的电子俘获$Q$值测量与$^{111}$Cd的核能级数据866.60(6) keV，864.8(3) keV，855.6(10) keV和853.94(7) keV，确定了这四个能级是否对于潜在的超低$Q$值$\beta$衰变或电子俘获衰变是允许的。我们的结果确认了自旋-奇宫径为3/2$^+$的866.60(6) keV激发态和$J^{\pi}$=3/2$^+$的864.8(3) keV激发态被排除，因为其推导的电子俘获$Q$值比0 keV小约20$\sigma$和50$\sigma$。电子俘获到853.94(7) keV（$J^{\pi}$=7/2$^+$）和855.6(10) keV（$J^{\pi}$=3/2$^+$）的激发态是允许的，相应的$Q$值分别为3.69(19) keV和2.0(10) keV。允许的衰变过渡$^{111}$In (9/2$^+$) $\rightarrow$ $^{111}$Cd (7/2$^+$)，具有3.69(19) keV的$Q$值，是潜在的用于未来具有新的强大探测技术的电子俘获实验测量中微子质量的新候选者。结果显示，这一衰变分支的铟能级$2p_{1/2}$导致在对电子中微子质量敏感的能量区域内的电子俘获事件数量显著增加。
作者：Z.Ge, T.Eronen, A.deRoubin, K.S.Tyrin, L.Canete, S.Geldhof, A.Jokinen, A. Kankainen, J. Kostensalo, J. Kotila, M. I. Krivoruchenko, I. D. Moore, D. A. Nesterenko, J. Suhonen and M. Vil''en
论文ID：2201.12573
分类：Nuclear Experiment
分类简称：nucl-ex
提交时间：2022-06-08