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素粒子物理学：XENON1Tによる124Xeの2個のニュートリノを放出する二重電子捕獲の観測
Nature 568, 7753 doi: 10.1038/s41586-019-1124-4
2個のニュートリノを放出する二重電子捕獲（2νECEC）は2次の弱い相互作用過程であり、予測される半減期は宇宙の年齢を何桁も上回る。これまで、2νECEC崩壊を示す兆候は2つの同位体78Krと130Baでしか見つかっておらず、これらを高い統計的有意性で直接検出するにはバックグラウンドレベルが非常に低い計測器が必要である。2νECECの半減期は、核構造モデルの重要なオブザーバブルで、その測定は、ニュートリノの放出を伴わない二重電子捕獲の探索における重要な一歩となる。ニュートリノの放出を伴わない二重電子捕獲が検出されれば、ニュートリノのマヨラナ性を確立でき、ニュートリノの絶対質量が得られると思われる。本論文では、XENON1T暗黒物質検出器によって、124Xeで2νECECを直接観測した結果を報告する。観測された信号の有意性は4.4標準偏差で、これに対応する半減期1.8 × 1022年（統計的不確かさは0.5 × 1022年、系統的不確かさは0.1 × 1022年）はこれまで直接測定された中で最も長い。今回の研究は、バックグラウンドが低くターゲット質量が大きい、キセノンを使った暗黒物質検出器が、まれな過程を測定するのに適していることを実証しており、より大型の次世代実験では広範な物理に手が届くようになることを明らかにしている。
