डबल बीटा क्षय: Difference between revisions
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1930-1940 के दशक में, [[कमजोर अंतःक्रिया|कमजोर अंतःक्रियाओं]] में [[समानता का उल्लंघन]] ज्ञात नहीं था, और परिणामस्वरूप गणनाओं से पता चला कि न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय सामान्य दोहरा बीटा क्षय की तुलना में होने की अधिक संभावना होनी चाहिए, यदि न्यूट्रिनो मेजराना कण थे। अनुमानित आधा जीवन {{10^|15}}~{{10^|16}} वर्षों के क्रम में था।<ref name="Barabash2011" />प्रयोगशाला में प्रक्रिया का निरीक्षण करने का प्रयास कम से कम 1948 से शुरू होता है जब ई.एल. फायरमैन ने 124 के आधे जीवन को सीधे मापने का पहला प्रयास किया{{SimpleNuclide|link=yes|tin|124}} | 1930-1940 के दशक में, [[कमजोर अंतःक्रिया|कमजोर अंतःक्रियाओं]] में [[समानता का उल्लंघन]] ज्ञात नहीं था, और परिणामस्वरूप गणनाओं से पता चला कि न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय सामान्य दोहरा बीटा क्षय की तुलना में होने की अधिक संभावना होनी चाहिए, यदि न्यूट्रिनो मेजराना कण थे। अनुमानित आधा जीवन {{10^|15}}~{{10^|16}} वर्षों के क्रम में था।<ref name="Barabash2011" />प्रयोगशाला में प्रक्रिया का निरीक्षण करने का प्रयास कम से कम 1948 से शुरू होता है जब ई.एल. फायरमैन ने 124 के आधे जीवन को सीधे मापने का पहला प्रयास किया{{SimpleNuclide|link=yes|tin|124}} समस्थानिक एक [[गीगर काउंटर]] के साथ।<ref> | ||
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समस्थानिकों में दोहरे बीटा क्षय की खोज जो महत्वपूर्ण रूप से अधिक प्रायोगिक चुनौतियाँ पेश करती हैं। ऐसा ही एक | समस्थानिकों में दोहरे बीटा क्षय की खोज जो महत्वपूर्ण रूप से अधिक प्रायोगिक चुनौतियाँ पेश करती हैं। ऐसा ही एक समस्थानिक {{SimpleNuclide|link=yes|Xenon|134}} है।<ref>{{cite journal|arxiv=1704.05042|title=Searches for Double Beta Decay of <sup>134</sup>Xe with EXO-200|collaboration=EXO-200 Collaboration|first1=J. B.|last1=Albert|s2cid=28537166|display-authors=etal|date=3 November 2017|journal=Physical Review D|volume=96|issue=9|pages=092001|doi=10.1103/PhysRevD.96.092001|bibcode=2017PhRvD..96i2001A}}</ref> | ||
''A'' ≤ 260 के साथ निम्नलिखित ज्ञात बीटा-स्थिर (या लगभग बीटा-स्थिर) न्यूक्लाइड्स सैद्धांतिक रूप से दोहरे बीटा क्षय के लिए सक्षम हैं, जहां लाल समस्थानिक हैं जिनकी दोहरी-बीटा दर को प्रयोगात्मक रूप से मापा जाता है और काला अभी तक प्रयोगात्मक रूप से मापा नहीं गया है: जैसा, <sup>46</sup>Ca, <sup>48</sup>Ca, <sup>70</sup>Zn, <sup>76</sup>Ge, <sup>80</sup>Se, <sup>82</sup>Se, <sup>86</sup>Kr, <sup>94</sup>Zr, <sup>96</sup>Zr, <sup>98</sup>Mo, <sup>100</sup>Mo, <sup>104</sup>Ru, <sup>110</sup>Pd, <sup>114</sup>Cd, <sup>116</sup>Cd, <sup>122</sup>Sn, <sup>124</sup>Sn, <sup>128</sup>Te, <sup>130</sup>Te, <sup>134</sup>Xe, <sup>136</sup>Xe, <sup>142</sup>Ce, <sup>146</sup>Nd, <sup>148</sup>Nd, <sup>150</sup>Nd, <sup>154</sup>Sm, <sup>160</sup>Gd, <sup>170</sup>Er, <sup>176</sup>Yb, <sup>186</sup>W, <sup>192</sup>Os, <sup>198</sup>Pt, <sup>204</sup>Hg, <sup>216</sup>Po, <sup>220</sup>Rn, <sup>222</sup>Rn, <sup>226</sup>Ra, <sup>232</sup>Th, <sup>238</sup>U, <sup>244</sup>Pu, <sup>248</sup>Cm, <sup>254</sup>Cf, <sup>256</sup>Cf, और <sup>260</sup>Fm.<sup><sup>।<ref name="Tretyak2002">{{Cite journal | ''A'' ≤ 260 के साथ निम्नलिखित ज्ञात बीटा-स्थिर (या लगभग बीटा-स्थिर) न्यूक्लाइड्स सैद्धांतिक रूप से दोहरे बीटा क्षय के लिए सक्षम हैं, जहां लाल समस्थानिक हैं जिनकी दोहरी-बीटा दर को प्रयोगात्मक रूप से मापा जाता है और काला अभी तक प्रयोगात्मक रूप से मापा नहीं गया है: जैसा, <sup>46</sup>Ca, <sup>48</sup>Ca, <sup>70</sup>Zn, <sup>76</sup>Ge, <sup>80</sup>Se, <sup>82</sup>Se, <sup>86</sup>Kr, <sup>94</sup>Zr, <sup>96</sup>Zr, <sup>98</sup>Mo, <sup>100</sup>Mo, <sup>104</sup>Ru, <sup>110</sup>Pd, <sup>114</sup>Cd, <sup>116</sup>Cd, <sup>122</sup>Sn, <sup>124</sup>Sn, <sup>128</sup>Te, <sup>130</sup>Te, <sup>134</sup>Xe, <sup>136</sup>Xe, <sup>142</sup>Ce, <sup>146</sup>Nd, <sup>148</sup>Nd, <sup>150</sup>Nd, <sup>154</sup>Sm, <sup>160</sup>Gd, <sup>170</sup>Er, <sup>176</sup>Yb, <sup>186</sup>W, <sup>192</sup>Os, <sup>198</sup>Pt, <sup>204</sup>Hg, <sup>216</sup>Po, <sup>220</sup>Rn, <sup>222</sup>Rn, <sup>226</sup>Ra, <sup>232</sup>Th, <sup>238</sup>U, <sup>244</sup>Pu, <sup>248</sup>Cm, <sup>254</sup>Cf, <sup>256</sup>Cf, और <sup>260</sup>Fm.<sup><sup>।<ref name="Tretyak2002">{{Cite journal | ||
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=== प्रयोग === | === प्रयोग === | ||
कई प्रयोगों ने न्यूट्रिनोलेस | कई प्रयोगों ने न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय की खोज की है। कण भेदभाव और इलेक्ट्रॉन ट्रैकिंग करने में सक्षम कुछ प्रयोगों के साथ सबसे अच्छा प्रदर्शन करने वाले प्रयोगों में क्षयकारी समस्थानिक और निम्न पृष्ठभूमि का उच्च द्रव्यमान होता है। ब्रह्मांडीय किरणों से पृष्ठभूमि को हटाने के लिए, अधिकांश प्रयोग दुनिया भर की भूमिगत प्रयोगशालाओं में स्थित हैं। | ||
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** हीडलबर्ग- | ** हीडलबर्ग-मॉस्को, <sup>76</sup>Ge डिटेक्टर (1997-2001) | ||
** आईजीईएक्स, <sup>76</sup> | ** आईजीईएक्स, <sup>76</sup>Ge डिटेक्टर (1999-2002)<ref>{{cite journal | ||
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** [[न्यूट्रिनो एटोर मेजराना वेधशाला]], ट्रैकिंग कैलोरीमीटर का उपयोग करने वाले विभिन्न | ** [[न्यूट्रिनो एटोर मेजराना वेधशाला]], ट्रैकिंग कैलोरीमीटर का उपयोग करने वाले विभिन्न समस्थानिक (2003-2011) | ||
** [[नन्हा दिल]], <sup>130</sup>अल्ट्राकोल्ड TeO में Te<sub>2</sub> क्रिस्टल (2003-2008)<ref name="Schwingenheuer2013">{{Cite journal|last1=Schwingenheuer|first1=B.|s2cid=117129820|year=2013|title=न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय की खोज की स्थिति और संभावनाएं|journal=[[Annalen der Physik]]|volume=525|issue=4|pages=269–280|arxiv=1210.7432|bibcode=2013AnP...525..269S|doi=10.1002/andp.201200222|citeseerx=10.1.1.760.5635}}</ref> | ** [[नन्हा दिल]], <sup>130</sup>अल्ट्राकोल्ड TeO में Te<sub>2</sub> क्रिस्टल (2003-2008)<ref name="Schwingenheuer2013">{{Cite journal|last1=Schwingenheuer|first1=B.|s2cid=117129820|year=2013|title=न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय की खोज की स्थिति और संभावनाएं|journal=[[Annalen der Physik]]|volume=525|issue=4|pages=269–280|arxiv=1210.7432|bibcode=2013AnP...525..269S|doi=10.1002/andp.201200222|citeseerx=10.1.1.760.5635}}</ref> | ||
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==संदर्भ== | ==संदर्भ== | ||
Revision as of 12:28, 25 May 2023
| परमाणु भौतिकी |
|---|
 |
| नाभिक · न्यूक्लियन s ( p, n) · परमाणु मामला · परमाणु बल · परमाणु संरचना · परमाणु प्रतिक्रिया |
परमाणु भौतिकी में, दोहरा बीटा क्षय एक प्रकार का रेडियोधर्मी क्षय है जिसमें दो न्यूट्रॉन एक परमाणु नाभिक के अंदर एक साथ दो प्रोटॉन में परिवर्तित हो जाते हैं, या जो इसके विपरीत भी संभव है। एकल बीटा क्षय के रूप में, यह प्रक्रिया परमाणु को प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के इष्टतम अनुपात के करीब ले जाने की अनुमति देती है। इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप, नाभिक दो पहचाने जाने योग्य बीटा कणों का उत्सर्जन करता है, जो इलेक्ट्रॉन या पोजीट्रान हैं।
साहित्य दो प्रकार के दोहरे बीटा क्षय के बीच अंतर करता है: साधारण दोहरा बीटा क्षय और न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय। साधारण दोहरे बीटा क्षय में, जिसे कई समस्थानिकों में देखा गया है, क्षयकारी नाभिक से दो इलेक्ट्रॉन और दो इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो उत्सर्जित होते हैं। न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय में, एक परिकल्पित प्रक्रिया जिसे कभी नहीं देखा गया है, केवल इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन होगा।
इतिहास
दोहरा बीटा क्षय का विचार पहली बार 1935 में मारिया गोएपर्ट मेयर द्वारा प्रस्तावित किया गया था।[1][2]
1937 में, एटोर मेजराना ने प्रदर्शित किया कि बीटा क्षय सिद्धांत के सभी परिणाम अपरिवर्तित रहते हैं यदि न्यूट्रिनो उसका अपना एंटीपार्टिकल होता, जिसे अब मेजराना कण के रूप में जाना जाता है।[3]
1939 में, वेंडेल एच. फेरी ने प्रस्तावित किया कि यदि न्यूट्रिनो मेजराना कण हैं, तो दोहरा बीटा क्षय किसी भी न्यूट्रिनो के उत्सर्जन के बिना आगे बढ़ सकता है, इस प्रक्रिया के माध्यम से जिसे अब न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय कहा जाता है।[4]
यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि क्या न्यूट्रिनो एक मेजराना कण है, और, संबंधित रूप से, क्या न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय प्रकृति में मौजूद है।[5]
1930-1940 के दशक में, कमजोर अंतःक्रियाओं में समानता का उल्लंघन ज्ञात नहीं था, और परिणामस्वरूप गणनाओं से पता चला कि न्यूट्रिनोलेस दोहरा बीटा क्षय सामान्य दोहरा बीटा क्षय की तुलना में होने की अधिक संभावना होनी चाहिए, यदि न्यूट्रिनो मेजराना कण थे। अनुमानित आधा जीवन 1015~1016 वर्षों के क्रम में था।[5]प्रयोगशाला में प्रक्रिया का निरीक्षण करने का प्रयास कम से कम 1948 से शुरू होता है जब ई.एल. फायरमैन ने 124 के आधे जीवन को सीधे मापने का पहला प्रयास किया124
Sn
समस्थानिक एक गीगर काउंटर के साथ।[6]
लगभग 1960 के माध्यम से रेडियोमेट्रिक प्रयोगों ने नकारात्मक परिणाम या झूठे सकारात्मक परिणाम दिए, बाद के प्रयोगों से इसकी पुष्टि नहीं हुई। 1950 में, पहली बार डबल बीटा 130
Te
के आधे जीवन का क्षय करता है भू-रासायनिक विधियों द्वारा 1.4 × 1021 वर्ष मापा गया था,[7] यथोचित रूप से आधुनिक मूल्य के काफी करीब। इसमें क्षय द्वारा उत्पादित क्सीनन के खनिजों में एकाग्रता का पता लगाना शामिल था।
1956 में, कमजोर अंतःक्रियाओं की V-A प्रकृति स्थापित होने के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि न्यूट्रिनोलेस डबल बीटा क्षय का आधा जीवन सामान्य डबल बीटा क्षय से काफी अधिक होगा। 1960-1970 के दशक में प्रयोगात्मक तकनीकों में महत्वपूर्ण प्रगति के बावजूद, 1980 के दशक तक प्रयोगशाला में दोहरा बीटा क्षय नहीं देखा गया था। प्रयोग केवल आधे जीवन के लिए निचली सीमा स्थापित करने में सक्षम थे - लगभग 1021 वर्ष। उसी समय, भू-रासायनिक प्रयोगों ने 82
Se
से 128
Te
के दोहरे बीटा क्षय का पता लगाया।[5]
दोहरा बीटा क्षय पहली बार 1987 में 82
Se
में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, इरविन में माइकल मो के समूह द्वारा एक प्रयोगशाला में देखा गया था। [8]
तब से, कई प्रयोगों ने अन्य समस्थानिकों में सामान्य दोहरा बीटा क्षय देखा है। उन प्रयोगों में से किसी ने भी न्यूट्रिनोलेस प्रक्रिया के लिए सकारात्मक परिणाम नहीं दिए हैं, जिससे आधे जीवन की निचली सीमा लगभग 1025 वर्ष हो गई है। 1990 के दशक के दौरान भू-रासायनिक प्रयोग जारी रहे, जिससे कई समस्थानिकों के लिए सकारात्मक परिणाम प्राप्त हुए।[5]दोहरा बीटा क्षय दुर्लभ ज्ञात प्रकार का रेडियोधर्मी क्षय है; 2019 तक यह केवल 14 समस्थानिकों में देखा गया है ( [[डबल इलेक्ट्रॉन कैप्चर|130
Ba
]] में दोहरा इलेक्ट्रॉन कैप्चर सहित 130
Ba
2001,78
Kr
में देखा गया, 2013 और 124
Xe
में मनाया गया, 2019 में देखा गया), और सभी का जीवनकाल औसत 1018 वर्ष अधिक है।[5]
साधारण दोहरा बीटा क्षय
एक विशिष्ट दोहरे बीटा क्षय में, नाभिक में दो न्यूट्रॉन प्रोटॉन में परिवर्तित हो जाते हैं, और दो इलेक्ट्रॉन और दो इलेक्ट्रॉन एंटीन्यूट्रिनो उत्सर्जित होते हैं। प्रक्रिया को एक साथ दो बीटा माइनस क्षय के रूप में सोचा जा सकता है। (डबल) बीटा क्षय संभव होने के लिए, अंतिम नाभिक में मूल नाभिक की तुलना में अधिक बाध्यकारी ऊर्जा होनी चाहिए। कुछ नाभिकों के लिए, जैसे जर्मेनियम-76,