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粒子物理學的標準模型是基本粒子的數量、性質和相互作用的成功范例。然而，中微子振蕩的觀察表明標準模型的不完備性。早在1937年，埃托雷·馬約拉納（Ettore Majorana）就提出了著名的費米子對稱理論：中微子可能擁有自己的反粒子，這在已知的基本粒子中是獨一無二的。鑒于馬約拉納中微子的重要性，其有可能成為通過輕質發生來解釋宇宙的物質-反物質不對稱性的重要鑰匙，全球范圍內也都在積極尋找著馬約拉納中微子。
有鑒于此，美國南卡羅來納大學D. Q. Adams和C. Alduino、加州大學洛杉磯分校K. Alfonso以及CUORE（Cryogenic Underground Observatory for Rare Events, 低溫地下天文臺）合作者們報道通過使用今年來新興的CUORE實驗耦合先進低溫熱量計裝置（圖1）來搜尋馬約拉納中微子。
敬獻合作者
本文要點：
（1）CUORE實驗簡述
CUORE實驗（意大利大薩索國家實驗室地下）是使用TeO2低溫熱量探測計以及CUORE低溫恒溫器（圖1）實現了將大約1.5? t的材料冷卻到約10? mK超低溫，并以90%的占空比保持多年的能力。在低溫熱量探測計中，撞擊輻射會將吸收體晶體中沉積的能量轉化為熱量，導致溫度升高，其中熱信號可以由雙β中微子（0νββ）衰變中發射的電子而引起。而每個CUORE晶體（圖 1c）則都配備了一個中子嬗變摻雜鍺熱敏電阻（NTD），它可以將熱脈沖信號轉換為電信號以用于記錄分析。
圖1 CUORE實驗探測器裝置
（2）實驗分析和結論。
CUORE實驗的探測信號通過在Qββ處產生人工峰的數據鹽析程序化來盲化0νββ搜索，結果證明該裝置成功檢測到了馬約拉納中微子：檢測結果約90%的連續背景來自支撐的結構表面的放射性污染物的降解α粒子組成，另外約10%是多康普頓散射（2615-keV γ，標定中微子）貢獻的（圖2）。此外，檢測也達到了Te半衰期極限轉換（mββ?<?90-305?meV）的有效馬約拉納質量極限，是目前該領域中最強的，證明了在CUORE中使用的低溫熱量計技術的的優越性。
圖2 1.0384?t?yr TeO2暴露的物理光譜
參考文獻：
The CUORE Collaboration. Search for Majorana neutrinos exploiting
millikelvin cryogenics with CUORE. Nature. 2022
DOI:10.1038/s41586-022-04497-4
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04497-4
