Double désintégration bêta

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Le processus de double désintégration bêta est un mode de décroissance nucléaire, qui consiste en deux désintégration bêta simultanées dans un même noyau atomique. Il résulte généralement de ce processus l'émission de deux neutrinos, mais certaines théories prédisent une double désintégration sans émission de neutrinos, bien qu'un tel événement n'ait jamais été observé.

Double désintégration bêta avec émission de neutrinos[modifier | modifier le code]

La double désintégration bêta avec émission de neutrinos (ββ2ν) est un mode de décroissance autorisé par le modèle standard.

Ce processus consiste en la transmutation simultanée de deux neutrons en deux protons avec émission de deux anti-neutrinos, comme deux désintégrations bêta simples. La ββ2ν ne concerne que les noyaux pair-pair (c'est-à-dire possédant un nombre pair de protons et un nombre pair de neutrons), riches en neutrons, qui ne peuvent pas faire de décroissance β simple (pour des raisons énergétiques).

La double désintégration bêta « standard » a été observée pour une dizaine de radio-isotopes avec l'expérience NEMO (Neutrino Etorre Majorana Observatory). L'ordre de grandeur des demi-vies est de 1020 ans.

Double désintégration bêta sans émission de neutrino[modifier | modifier le code]

Diagramme de Feynman du processus de double désintégration bêta
Diagramme de Feynman du processus de double désintégration bêta sans émission de neutrino.

De nombreuses recherches tentent de mettre en évidence la double désintégration bêta sans émission de neutrinos (ββ0ν). Ce processus est prédit sous certaines conditions. En particulier, il nécessite que le neutrino soit une particule de Majorana et non une particule de Dirac. L'observation d'une telle décroissance, strictement interdite par le modèle standard de la physique des particules car elle ne respecte pas la loi de conservation du nombre leptonique, démontrerait l'existence de « nouvelle physique », au-delà du modèle standard. Elle permettrait en outre d'accéder à la masse du neutrino, trop faible pour être mesurée directement avec les techniques expérimentales actuelles mais non nulle comme le démontre le phénomène d'oscillation des neutrinos.