CUPID-Mo实验：中微子双β衰变研究与展望

"中微子双β衰变的CUPID-Mo实验：性能和前景" 这篇开放访问的文章详细介绍了CUPID-Mo实验，这是一个针对中微子双β衰变研究的重要项目。CUPID-Mo（CUORE升级——无中微子双β衰变探测器-Molybdenum）旨在寻找$$^{100}\text{Mo}$$同位素的无中微子双β衰变（$$\nu\beta\beta$$0νββ），这是粒子物理学中的一个重要过程，它可能有助于揭示中微子的性质，特别是其是否是自身的反粒子。 实验设备位于法国Modane的地下实验室，由20个$$^{100}\text{Mo}$$富集的$$\text{Li}_2\text{MoO}_4$$晶体组成，总质量约为0.2千克。这些晶体被冷却到约20毫开尔文（mK）的极低温，以实现最佳的辐射热计性能。每个晶体都配备有20个薄Ge光学辐射热计，它们能同时检测热量和闪烁光，从而有效地识别并排除$$\alpha$$粒子事件，提高了实验的信噪比。 文章中提到，CUPID-Mo检测器展现出良好的均匀性和出色的能量分辨率。在2615 keV的能量点，探测器能实现5.3 keV（6.5 keV）的半峰全宽（FWHM），这使得能够精确地测量和分析双β衰变的信号。此外，通过高效的光收集系统，对$$\alpha$$粒子的排斥率超过99.9%，极大地降低了背景噪声。 实验结果基于第一个数据集，其中包含了对探测器性能的全面评估和校准。这些数据验证了CUPID-Mo设计的高效性，并为未来的实验提供了重要的参考。实验的前景展望了更深入的中微子物理研究，包括对中微子质量顺序的探索以及对超出标准模型的新物理现象的潜在发现。 通过CUPID-Mo，科学家们期望能更接近解开中微子的神秘面纱，进一步推动我们对宇宙基本粒子和基本力的理解。这个实验的创新技术和所取得的成果，对粒子物理学和天体物理学领域都有着深远的影响。