Doppio decadimento beta
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Il doppio decadimento beta, o decadimento doppio beta,[1][2] (simbolo ββ o 2β) è un decadimento radioattivo molto raro[3] in cui un nucleo atomico decade in un altro attraverso la trasformazione simultanea di due neutroni del suo nucleo in due protoni, oppure viceversa.[4] Come per i decadimenti beta singoli, il numero di massa viene in tal modo conservato. L'idea della possibilità di questo decadimento fu proposta dalla fisica Maria Goeppert-Mayer nel 1935. Dopo vari tentativi nel corso degli anni il processo fu osservato per la prima volta con sufficiente certezza nel 1987 nel nuclide 82Se che in tal modo si trasforma in 82Kr.[5]
Questa trasformazione nucleare è tra le più rare che si conoscano, è stata riscontrata in circa una ventina di nuclidi diversi e inoltre in questi casi si osservano vite medie che vanno da ~1018 anni a ~1022 – 1024 anni[2][6][7] (per confronto, l'età stimata dell'Universo è dell'ordine di ~1010 anni).
In ogni doppio decadimento beta normale, che nel Modello standard è un processo permesso, ma del secondo ordine,[4] la trasformazione nucleare è sempre accompagnata dall'emissione di due (anti-)neutrini. Basandosi sull'ipotesi di una natura differente del neutrino (neutrino di Majorana) è stato anche ipotizzato un tipo di doppio decadimento beta in violazione della conservazione del numero leptonico,[8] che vedrebbe realizzata la stessa trasformazione nucleare già vista, senza però l'emissione di neutrini, detto «doppio decadimento beta senza neutrini» (vide infra).[9]