Direct measurement of the mass difference of $^{72}$As-$^{72}$Ge rules out $^{72}$As as a promising $\beta$-decay candidate to determine the neutrino mass - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Phys.Rev.C Année : 2021

Direct measurement of the mass difference of $^{72}$As-$^{72}$Ge rules out $^{72}$As as a promising $\beta$-decay candidate to determine the neutrino mass

Z. Ge
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T. Eronen
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D.A. Nesterenko
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O. Beliuskina
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R. de Groote
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S. Geldhof
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W. Gins
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A. Kankainen
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Á. Koszorús
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J. Kotila
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J. Kostensalo
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I.D. Moore
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A. Raggio
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S. Rinta-Antila
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J. Suhonen
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V. Virtanen
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A.P. Weaver
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A. Zadvornaya
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A. Jokinen
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Résumé

We report the first direct determination of the ground-state to ground-state electron-capture Q value for the As72 to Ge72 decay by measuring their atomic mass difference utilizing the double Penning trap mass spectrometer, JYFLTRAP. The Q value was measured to be 4343.596(75) keV, which is more than a fiftyfold improvement in precision compared to the value in the most recent Atomic Mass Evaluation 2020. Furthermore, the new Q value was found to be 12.4(40) keV (3.1 σ) lower. With the significant reduction of the uncertainty of the ground-state to ground-state Q value combined with the level scheme of Ge72 from γ-ray spectroscopy, we confirm that the five potential ultralow Q-value β+ decay or electron capture transitions are energetically forbidden, thus precluding all the transitions as possible candidates for the electron neutrino mass determination. However, the discovery of small negative Q values opens up the possibility to use As72 for the study of virtual β-γ transitions.

Dates et versions

hal-03191148 , version 1 (06-04-2021)

Identifiants

Citer

Z. Ge, T. Eronen, A. de Roubin, D.A. Nesterenko, M. Hukkanen, et al.. Direct measurement of the mass difference of $^{72}$As-$^{72}$Ge rules out $^{72}$As as a promising $\beta$-decay candidate to determine the neutrino mass. Phys.Rev.C, 2021, 103 (6), pp.065502. ⟨10.1103/PhysRevC.103.065502⟩. ⟨hal-03191148⟩

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