V?it?s: 9.10.2020 Miten neutriinojen perusominaisuuksia voidaan tutkia ydinfysiikan avulla? (Jokiniemi)

Neutriinoton kaksoisbeetahajoaminen on atomiytimen radioaktiivinen hajoamisprosessi, jonka seurauksena kaksi ytimen neutroneista hajoaa samanaikaisesti protoneiksi ja ytimest? vapautuu kaksi elektronia. T?m? on yksi t?rkeimmist? ydin- ja hiukkasfysiikan tutkimusaiheista selvitett?ess? neutriinon perusluonnetta, kuten sen massaa sek? sit?, onko se oma vastahiukkasensa vai ei.

Kaksoisbeetahajoamisen tutkimus on kuitenkin ??rimm?isen haastavaa. V?it?stutkimuksessa selvitettiin, miten muiden atomiytimen prosessien avulla voitaisiin avata tiet? kaksoisbeetahajoamisen parempaan ymm?rt?miseen. Ty?ss? on tutkittu erityisesti kahta prosessia: varauksenvaihtoreaktioita ja myonisieppausta.

Varauksenvaihtoreaktioiden kokeellinen tutkimus on viime aikoina ottanut suuren harppauksen eteenp?in. N?ill? reaktioilla on yhteys kaksoisbeetahajoamisessa tapahtuviin siirtymiin, joten niiden avulla saadaan arvokasta tietoa kaksoisbeetahajoamisen ydinrakenneriippuvuudesta.

Vertaamalla mittaustuloksia teoreettisiin ennusteisiin Lotta Jokiniemi onnistui v?it?stutkimuksessaan tarkentamaan kaksoisbeetahajoamiseen liittyvien ydinmatriisielementtien arvoja.

Myonisieppauksessa myoni - elektronin kaltainen, mutta 200 kertaa painavampi leptoni - sieppautuu ytimeen aiheuttaen reaktion, joka johtaa ydinsiirtymiin aina korkeille viritystiloille asti. N?m? siirtym?t ovat my?s kytk?ksiss? kaksoisbeetahajoamiseen.

Vastik??n onnistuttiin ensimm?ist? kertaa mittaamaan myonisieppauksen voimakkuusfunktio, eli myonisieppauksen todenn?k?isyydet kaikille ytimen viritystiloille.

”Verratessani kokeellista jakaumaa laskuihini havaitsin tulosten v?lill? erinomaisen yhteensopivuuden. Tuloksen innoittamana laajensin laskuni my?s muihin kokeellisen kiinnostuksen kohteena oleviin ytimiin tarjoten mahdollisuuden verrata mitattuja jakaumia laskettuihin ja siten tarkentaa kaksoisbeetahajoamiseen liittyvien parametrien arvoja”, kertoo Jokiniemi.

Tutkimus on julkaistu Jyv?skyl?n yliopiston v?it?stutkimusten sarjassa JYU Dissertations, numero 288, Jyv?skyl?, 2020.
ISBN 978-951-39-8304-8 (PDF), URN:ISBN:978-951-39-8304-8, ISSN 2489-9003.
Julkaisu on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa osoitteessa: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/71822

Lis?tietoja:
Lotta Jokiniemi, lotta.m.jokiniemi@jyu.fi

FM Lotta Jokiniemen fysiikan v?it?skirjan "Probing neutrinoless double-beta decay by charge-exchange reactions and muon capture" tarkastustilaisuus on perjantaina 9.10.2020 Jyv?skyl?n yliopistossa. Vastav?itt?j?n? on emeritus professori Theocharis Kosmas (University of Ioannina, Kreikka) ja kustoksena on professori Jouni Suhonen Jyv?skyl?n yliopistosta. V?it?stilaisuuden kieli on englanti.

Yleis? voi seurata v?it?stilaisuutta verkkov?litteisesti.
Linkki Zoom-webinaariin (suositellaan Zoom-sovellusta tai Google Chrome selainta):?https://r.jyu.fi/dissertation-jokiniemi-091020