Aproximação de Tamm-Dancoff de Quasipartícula Relativística para o decaimento beta duplo sem neutrinos

Recentemente foi desenvolvido um modelo nuclear, especialmente projetado para descrever os processos de troca de carga dupla (DCE), que é uma extensão natural do modelo pnQRPA utilizado para descrever o decaimento β simples e ββ duplo. Este modelo, além de incluir as correlações de emparelhamento e ter o mesmo número de parâmetros livres que a pnQRPA, inclui excitações de quatro quasipartículas 2p e 2n e o Princípio Pauli, que são ingredientes essenciais para calcular corretamente os elementos de matriz nuclear (NME) para o decaimento ββ e para reações nucleares para todos os estados finais 0+ e 2+, incluindo ressonâncias, e não apenas o estado de fundamental como na pnQRPA. Além disso, permite-nos avaliar os valores de Q_ββ e as energias de excitação no núcleo final e trabalhar com um espaço de partícula única suficientemente grande, necessário para que as regras de soma de DCE sejam satisfeitas. Até o momento, esse modelo foi aplicado ao 2νββ e aqui iremos estendê-lo para o decaimento 0νββ. Em relação as vantagens do modelo proposto aqui, o que mais se aproxima é o modelo de camadas, mas até agora só foi utilizado para sistemas nucleares leves. Aqui, iremos descrever os observáveis das reações de DCE: i) do 76Se, que foram medidos recentemente nos experimentos GERDA e MAJORANA, e ii) do 124Te, para o qual foi feita recentemente a primeira observação direta de captura eletrônica dupla 2νee com o detector de matéria escura XENON1T. Foi obtido um bom acordo com os dados, tanto para o estado fundamental quanto para os estados excitados. Nós encontramos que os elementos de matriz nuclear de reação e de 0νββ são da mesma ordem de magnitude, mesmo na região de energia das ressonâncias gigantes. Complementarmente, desenvolvemos a pnQRPA relativística (pnRQRPA) para calcular os elementos de matriz nuclear do decaimento 2νββ. Os NMEs foram calculados via pnRQRPA com base na Aproximação de Hartree-Bogoliubov Relativística (RHBA) para os núcleos iniciais 48Ca, 76Ge, 82Se, 100Mo, 128Te e 130Te. As equações da pnRQRPA foram resolvidas para a interação residual π+ ρ, utilizando os mesmos parâmetros adotados para obter a RHBA. Os valores dos NME para o decaimento 2νββ obtidos com a pnRQRPA foram da mesma ordem de grandeza que aqueles obtidos em um cálculo QRPA e com um cálculo com o modelo de camadas (SM), ambos não relativísticos. Os resultados obtidos com a 2p2nQTDA não-relativística e a pnRQRPA relativística são indispensáveis para o desenvolvimento da versão relativística do modelo de quatro quasipartículas.