Eine Suche nach Doppelbeta-Zerfaellen von Cadmium-, Zink- und ...

B. Theoretische Grundlagen des Doppelbeta-Zerfalls
Abbildung B.1.: Massenparabeln für Kerne mit geradzahligem A. Die obere Parabel beschreibt
uu-Kerne und die untere gg-Kerne. Der β + -Zerfall konkurriert
mit dem Elektroneneinfang aus der Atomhülle.
Der Doppelbeta-Zerfall kann als zwei simultan ablaufende einfache β-Übergänge betrachtet
werden. Der neutrinolose Doppelbeta-Zerfall verletzt die Leptonenzahl (∆L = 2) und
ist im Standardmodell verboten. Die Übergangsenergie verteilt sich dabei vollständig auf
die beiden emittierten Elektronen. Im Verlauf des Prozesses wird ein virtueller Neutrinozustand,
der in einem ersten β − -Zerfall bei der Emission eines Antineutrinos (H = 1)
und in einem zweiten β − -Übergang bei der Absorption eines Neutrinos (H = −1) auftritt,
zwischen zwei Neutronen des Kerns ausgetauscht:
n1 → p1 + e − + ¯νe, (B.7)
νe + n2 → p2 + e − . (B.8)
Voraussetzung für den 0νββ-Zerfall ist, dass das ausgetauschte Neutrino ein Majorana-
Teilchen ist. Die in den Teilprozessen beteiligten Neutrinos besitzen unterschiedliche
Helizitäten, weshalb eine Anpassung notwendig ist, die gemäß den in Abbildung B.2
skizzierten Fällen vorgenommen werden kann [39].
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