永恒有多久?在地下2400米寻找答案
中国物理学会期刊网
2026-06-01 10:00
文章摘要
背景:物理学中存在一类极其缓慢的弱相互作用过程——双贝塔衰变,其寿命远超宇宙年龄,是自然界中可测量的最缓慢过程。该研究由梅耶于1935年首次理论预言,经历数十年才被实验直接观测证实。研究目的:本文旨在介绍双贝塔衰变的历史、物理意义和实验进展。重点阐述通过统计方法测量其超长寿命(如氙136半衰期约2×10²¹年)的原理;探讨其与中微子本质的关联,特别是寻找“无中微子双贝塔衰变”(0νββ)以验证中微子是否为马约拉纳粒子,这关系到宇宙物质-反物质不对称性的谜题。结论:中国PandaX合作组依托四川锦屏地下实验室,利用4吨液氙探测器已成功实现氙136双贝塔衰变的最精确测量(半衰期2.14×10²¹年,精度2.5%),并首次在中国实验室观测到该过程。当前全球实验已将0νββ灵敏度提升至约10²⁶年量级,中国正多技术路线加速布局(高纯锗、低温量能器、更大规模液氙探测器等)。通过这种接近“永恒”的等待,人类将揭示中微子的终极本质,探寻宇宙最深层次的奥秘。
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