KamLAND-Zen 전 데이터 활용 마요라나 중성미자 탐색

이 연구는 KamLAND-Zen 800의 전체 데이터셋을 활용하여 제논-136(^{136}Xe)의 중성미자 없는 이중 베타 붕괴(0νββ)를 탐색합니다. 745 kg의 농축 제논을 사용하여 총 2.1톤-년(ton yr)의 ^{136}Xe 노출량을 확보했습니다. 이는 기존 연구 대비 두 배 이상 증가한 노출량이며, 광센서 이득 복구 및 뮤온 유도 제논 핵파쇄 배경 감소를 통해 탐색 민감도를 크게 향상시켰습니다. 이전 KamLAND-Zen 단계의 결과와 통합 분석한 결과, 0νββ 붕괴의 반감기에 대해 90% 신뢰 수준에서 T_{1/2}^{0ν}>3.8×10^{26}년이라는 하한선을 도출했습니다. 이는 이전 제한치 대비 1.7배 개선된 값입니다. 현상학적 핵 행렬 요소 계산을 적용하여 유효 마요라나 중성미자 질량에 대한 상한선은 28-122 meV 범위로 추정되었습니다. 이 결과는 마요라나 중성미자의 존재 여부와 중성미자 질량 위계에 대한 이해를 심화하는 데 중요한 기여를 합니다.