$^{151}$Sm的$eta^-$衰变的微观计算，$^{171}$Tm和$^{210}$Pb的含义与宇宙中微子背景的探测相关
摘要：低-Q $\eta^-$衰变过渡$\mathrm{^{151}Sm}(5/2^-\text{到}m\ \text{g.s.}),\mathrm{^{151}Eu}(5/2^+\text{到}m\ \text{g.s.})$， $\mathrm{^{151}Sm}(5/2^-\text{到}m\text{ }\text{g.s.}),\mathrm{^{151}Eu}(7/2^+\_\text{1})$， $\mathrm{^{171}Tm}(1/2^+\text{到}m\ \text{g.s.}),\mathrm{^{171}Yb}(1/2^-\text{到}m\ \text{g.s.})$， $\mathrm{^{171}Tm}(1/2^+\text{到}m\ \text{g.s.}),\mathrm{^{171}Yb}(3/2^-\_\text{1})$， $\mathrm{^{210}Pb}(0^+\text{到}m\text{ }\text{g.s.}),\mathrm{^{210}Bi}(1^-\text{到}m\ \text{g.s.})$，和 $\mathrm{^{210}Pb}(0^+\text{到}m\text{ }\text{g.s.}),\mathrm{^{210}Bi}(0^-\_\text{1})$ 的电子光谱形状已使用一些改进的非唯一第一禁戒（ff-nu）$\eta^-$衰变理论计算。这些ff-nu $\eta^-$衰变具有非平凡的电子光谱形状，其过渡核矩阵元素（NMEs）由微观相互作用玻色子-费米子模型（IBFM-2）计算$^{151}$Sm和$^{171}$Tm的衰变，并由核壳模型（NSM）计算$^{210}$Pb的衰变。在相应的Q窗口内，计算得到的ff-nu电子光谱形状与通用允许形状最大偏差为亚百分之一级别，唯独过渡$^{210}Pb(0^+\text{到}m\ \text{g.s.}),^{210}Bi(1^-\text{到}m\ \text{g.s.})$的偏差最大约为2.7%。这证实了所谓的$\xi$近似在大多数这些低-Q $\eta^-$衰变中是相当好的，因此允许形状是一个相当好的第一近似。我们计算的光谱形状可能对测量宇宙中微子背景（C$ u$B）的实验感兴趣，如PTOLEMY实验。我们还推导了所考虑核素的在$\eta$端点处的C$ u$B截面。我们的发现表明，未来需要对原子不匹配修正进行更多的研究，以提取出可靠和精确的任何核靶的C$ u$B截面。
作者：Joel Kostensalo, Jenni-Mari Kotila, Jouni Suhonen
论文ID：2206.14010
分类：Nuclear Theory
分类简称：nucl-th
提交时间：2023-04-26