Not-that-heavy Majorana neutrino signals at the LHC
通过研究$pp \rightarrow l_i^{+} l_j^{+} +2~jets$（$l_j\equiv e ,μ$）过程，我们考虑了在大型强子对撞机（LHC）上产生Majorana中微子的可能性。用有效拉格朗日方法计算了Majorana中微子与标准模型粒子的相互作用。质量只有几个$GeV$的Majorana中微子是长寿命的中性粒子，我们利用其可测量的衰变长度：在同号双轻子通道中，我们利用这一事实施加拒绝$SM$背景的削减，并分析对应于最终轻子之间的角度的分布，使用前后不对称来研究不同规范不变算子的影响。我们还研究了$pp\rightarrow l_i^+ νγ$过程，这是占主导地位的低$m_N$群众，如果张量单回路产生的新的物理贡献。这个通道可以在大型强子对撞机上借助非指向光子的可观测量和瞬发轻子与光子之间位移的切割来观测。
2017-11-13 hep-ph
Probing Majorana Phases and Neutrino Mass Spectrum in the Higgs Triplet Model at the LHC
双电荷希格斯玻色子（H^++）是希格斯三重态模型中中微子质量产生的一个独特特征。如果H^++相对较轻（m_{H^++} <400 GeV），它将在大型强子对撞机上大量产生，这使得能够精确测量衰变通道H^++与l_i l_j的分支比。这种分支比仅由中微子质量矩阵决定，这使得模型能够在大型强子对撞机上进行测试。我们量化的依赖轻子分支比的绝对中微子质量和马约拉纳阶段，并提出了允许的值为通道ee，emu和mumu。结果表明，这三个分支比的精确测量是足够的中微子质谱上提取的信息和探测存在的CP破坏从马约拉纳阶段。
2008-03-25 hep-ph
Same-Sign Charginos and Majorana Neutralinos at the LHC
以超对称同号电荷核为例，论证了在弱玻色子融合中研究弱相互作用新粒子的可能性。这个信号可以确定马约拉纳中性伴子的存在，并获得它们的电弱耦合。它可以在（超对称）QCD背景下观察到，只要电荷粒子很轻，并且不太接近夸克质量。最后，我们展示了如何相同的符号费米子生产可以从相同的符号标量或矢量中产生的其他模型的新物理学区分。
2007-09-06 hep-ph
Probing the Dirac or Majorana nature of the Heavy Neutrinos in pure leptonic decays at the LHC
我们提出了一个战略区分狄拉克/马约拉纳字符的重中微子质量低于$W$玻色子质量，使用纯轻子衰变在大型强子对撞机。该策略利用了$W^{+}\rightarrow l^{+}l^{+}l^{'-}ν$衰变中相反电荷轻子的前后不对称性。为了检验该模型的实验可行性，我们通过数值分析表明，在$W^{+}\rightarrow e^{+}e^{+}μ^{-}ν$衰变中，对于不同的重中微子质量范围，末态的两个正电子是可以区分的。最后，我们估计了一个Dirac和Majorana $N$中微子的$W^{+}\rightarrow e^{+}e^{+}μ^{-}ν$事例数。对于LHC RUN II的120 fb $^{-1}$的积分亮度，如果重-轻中微子混合是$ |U_{N μ}|^2,|U_{N e}|^2 \gtrsim 10^{-6} $，则可以发现信号。
2018-01-02 hep-ph
Neutrino mass hierarchy and Majorana CP phases within the Higgs triplet model at the LHC
中微子质量可以由$SU(2)_L$希格斯三重态的VEV产生。我们假设这样的三重态的双电荷分量的质量在几百GeV的范围内，这样它就可以在LHC中获得。它衰变为同号轻子提供了一个干净的实验信号，这使得可以直接测试中微子质量矩阵。通过探索这种衰变到各种口味的轻子的分支比，我们表明，在这个模型中的中微子质谱的类型（正常，倒置或准简并）实际上可能会在大型强子对撞机解决。此外，我们表明，在希格斯三重态模型的中微子质量的双电荷标量的衰变成类似的符号轻子对在大型强子对撞机提供了一种可能性，以确定马约拉纳CP相位的轻子混合矩阵。
2008-02-29 hep-ph
Like-sign dileptons with mirror type composite neutrinos at the HL-LHC
在激发复合费米子的镜像类型分配中，中微子质量项由狄拉克质量$m_*$和马约拉纳质量$m_L$建立，狄拉克质量给出了$SU(2)$的带电轻子分量的质量，右手，双重态，马约拉纳质量给出了激发中微子的左手分量（单线态）。将质量矩阵对角化，得到两个马约拉纳质量本征态。因此，活动中微子场$ν^*_R$是两个质量本征态的叠加，其混合系数取决于比率$m_L/m_*$。我们讨论了在HL-LHC上发现这些物理态的前景，并与以前在LHC上基于序列型Majorana中微子的复合Majorana中微子的研究进行了比较。
2018-11-01 hep-ph
Searches for Majorana Neutrinos and Direct Searches for Exotics at LHCb
这些会议记录提出了LHC b的结果马约拉纳中微子搜索和直接生产的外来粒子使用的数据收集在运行I的LHC。对于前者，在$B$中寻找Majorana中微子的壳层上和壳层外，并且$D$衰变到具有两个同号μ子的末态。对于后者，不同类型的新粒子进行了研究，受益于LHCb相对于其他探测器的独特覆盖范围。
2015-10-19 hep-ex hep-ph
Measuring CP violation in rare $W$ decays at the LHC
超过标准模型的重马约拉纳中微子可以同时解释我们宇宙中微小中微子质量和物质-反物质不对称性的起源。重Majorana中微子的存在也会导致轻子数的破坏，从而可能发生罕见的轻子数破坏$W$衰变。在两个不同的Majorana中微子的贡献下，$W$衰变与CP共轭过程之间的速率差可能产生非零CP不对称性。本文的目的是探讨在大型强子对撞机上测量罕见的$W$衰变中由Majorana中微子引起的CP破坏的前景。我们的计算表明，对于$10~ \rm GeV < m_N < 70 ~\rm GeV$，诱导的CP不对称性与Majorana中微子质量无关.如果观测到这种CP不对称性，它将反过来提供超越标准模型的新物理学的明确证据。
2022-03-25 hep-ph
Majorana Neutrinos and Same-Sign Dilepton Production at LHC and in Rare Meson Decays
本文讨论了在高能质子-质子碰撞$pp\ra \ell^+ \ell^{\prime +}X$中由Majorana中微子介导的同号双轻子的产生，以及在$\sqrt{s}=14$型的$K$，$D$，$D_s$和$B$介子的稀有衰变中。对于$pp$反应，假设一个重的Majorana中微子的质量$m_N$，我们提出了发现限制在$(m_{N},|U_{\ell N}U_{\ell^\prime N}|)$平面，其中$U_{\ell N}$是混合参数。考虑到目前的限制，从低能量的实验，我们表明，在LHC的标称光度L=100 fb $^{-1}$有没有可观察到的同号双轻子信号的空间。然而，将积分光度增加30倍，人们将只在双轻子通道$μμ$和$μτ$中对质量高达$m_N\leq 1.5$ TeV的重马约拉纳中微子具有灵敏度，但由于已经存在的强约束，其他双轻子态将无法检测。我们计算了大量罕见的介子衰变，无论是轻的还是重的马约拉纳中微子，并认为目前对分支比的实验界限太弱，无法对马约拉纳有效质量设定合理的限制。
2005-10-06 hep-ph
Distinguishing Dirac/Majorana Sterile Neutrinos at the LHC
我们研究了在LHC上产生的$W^\pm \to e^\pm e^\pm μ^\mp ν$和$μ^\pm μ^\pm e^\mp ν$的纯轻子衰变，它们是由质量低于中间态$M_W$的无菌中微子引起的。由于末态中微子逃脱了检测，我们无法判断这个过程是否违反轻子数，轻子数表明中间无菌中微子的马约拉纳特征。我们的研究表明，当与电子和μ子的无菌中微子混合足够不同时，人们仍然可以通过简单地计算和比较上述衰变率来区分这种中间中微子的狄拉克和马约拉纳特征。在进行对撞机模拟和统计分析后，我们发现，在$14~\text{TeV}$大型强子对撞机与$3000~\text{fb}^{-1}$的综合光度，两个基准方案$m_N$ = 20 GeV和50 GeV，至少一个$3σ$排除狄拉克的情况下，可以实现轻微的差异，如$|U_{Ne}|^2 < 0.7~ |U_{Nμ}|^2$或$|U_{Nμ}|^2 < 0.7~ |U_{N e}|^2$，只要$|U_{Ne}|^2$，$|U_{Nμ}|^2$都高于$\sim 2\times 10^{-6}$。
2016-06-24 hep-ph
$Z^\prime$-mediated Majorana dark matter: suppressed direct-detection rate and complementarity of LHC searches
我们研究了在$\mathrm{SU}(2)\times \mathrm{U}(1)$不变有效理论中轴向矢量暗物质散射的直接探测率，并与LHC的结果进行了比较。目前的限制，从直接检测实验已经绑定的介质质量要很好地进入TeV的范围内的WIMP样的情况。这激发了对参数空间的一致和系统的探索，以绘制出可能抑制速率的可能区域。我们确实找到了这样的区域，并着手构建一致的UV模型，产生相关的有效理论。然后，我们讨论了相应的约束，从对撞机和直接检测实验相同的参数空间。我们发现一个基准的情况下，即使是未来的XENONNT实验，大型强子对撞机的约束将有一个更大的敏感性介质质量。
2022-08-07 hep-ph
Mixed Gauginos Sending Mixed Messages to the LHC
具有狄拉克胶子的超对称模型已经被证明比具有马约拉纳胶子的模型更少受到LHC搜索的限制。在本文中，我们将这种讨论推广到模型与“混合Gluino”，获得狄拉克和马约拉纳群众，以及模型中，电弱gauginos有助于夸克生产。我们的主要兴趣是抑制的程度的截面的第一代squarks相比，纯马约拉纳质量的胶子。我们发现，并不是所有的马约拉纳质量是一样的-马约拉纳质量的胶子可以抑制夸克生产截面，而马约拉纳质量的伴随费米子伙伴导致增加的截面，与纯狄拉克胶子。在存在电弱高金诺的情况下，当电弱高金诺具有接近夸克质量的纯马约拉纳质量时，夸克的产生最多可以比纯狄拉克胶子的情况增加几倍。这组不寻常的高吉诺质量是有趣的，因为通常的希格斯四次耦合不会被抑制。当电弱Gaugino质量比squark质量轻得多时，squark产生截面的变化可以忽略不计。我们详细解释这两种情况下，考虑在大型强子对撞机的夸克生产的各种子过程。继续寻找夸克生产的截面远小于预期的MSSM是绝对必要的，我们提出了新的简化模型，以充分表征对撞机的约束。
2013-07-27 hep-ph
Hunting for heavy composite Majorana neutrinos at the LHC
我们调查的搜索重马约拉纳中微子源于一个复合模型的情况下，在即将举行的大型强子对撞机运行II的质心能量为13 TeV。虽然以前的研究的复合马约拉纳中微子的重点是规范之间的磁型过渡耦合普通和重费米子（与质量$m^*$）在这里，我们补充的复合模型与接触相互作用的能量标度$Λ$，我们发现，生产截面主要由这种接触相互作用约两/三个数量级。因此，这种机制在预期的光度下提供了非常有趣的速率。我们研究了同号双轻子和双喷注签名（$pp \to \ell\ell jj$），并基于Delphes进行了快速探测器模拟。我们在参数空间（$Λ,m^*$）中计算3个$σ$和5个$σ$的统计显著性等高线图。我们发现，在$\sqrt{s} =13$ TeV的潜在排除区域是相当大的，到目前为止，在运行I考虑搜索与其他签名。
2016-10-13 hep-ph
Discovering sterile Neutrinos ligther than $M_W$ at the LHC
我们研究了在LHC中产生的纯轻子$W$衰变$W^+ \to e^+ μ^- e^+ ν_e$和$W^+ \to e^+ e^+ μ^- \bar ν_μ$（或它们的电荷共轭），由质量低于中间态$M_W$的无菌中微子引起。虽然第一种模式是由狄拉克或马约拉纳中微子引起的，但第二种模式只由马约拉纳中微子引起，因为它违反了轻子数。我们发现，即使当最后的（反）中微子未被检测到，人们可以区分这两个过程，从而区分狄拉克或马约拉纳字符的不育中微子，通过研究μ子谱的衰变。
2015-09-27 hep-ph
Study Majorana Neutrino Contribution to B-meson Semi-leptonic Rare Decays
B介子半轻子稀有衰变对标准模型以外的新物理非常敏感。我们研究了$B^{-}\to π^{-}μ^{+}μ^{-}$过程，并研究了Majorana中微子对其衰变宽度的贡献。利用最新的LHCb数据，从这个衰变通道中得到了对Majorana中微子质量和混合参数的约束。利用参数的最佳拟合，我们研究了轻子数破坏衰变$B^{-}\to π^{+}μ^{-}μ^{-}$，发现它的分支比约为$6.4\times10^{-10}$，这与最近报道的LHCb数据一致.
2014-07-09 hep-ph
Constraints on Majorana Dark Matter from the LHC and IceCube
我们考虑一个简化的模型马约拉纳费米子暗物质，并探讨直接，间接和大型强子对撞机搜索的约束。假设暗物质通过轴向矢量相互作用的矢量介质耦合到标准模型。我们提供了LHC单喷流搜索和IceCube限制在太阳中的暗物质湮灭的详细分析。特别是，我们开发了一种方法来计算限制简化的WIMP暗物质模型从公共IceCube数据，这只适用于有限数量的标准模型的最终状态。我们表明，大型强子对撞机和冰立方搜索马约拉纳暗物质是互补的，并得出新的限制的暗物质和介质的群众，包括另外的约束从大型强子对撞机di-jet搜索，直接检测和暗物质遗迹密度。
2016-03-27 astro-ph.HE hep-ph
Hunting for Heavy Majorana Neutrinos with Lepton Number Violating Signatures at LHC
亲中微子双Higgs二重态模型（$ν$ 2 HDM）提供了一种通过与新的双标量$Φ_ν$（$H^\pm,~H,~A$）和TeV尺度的单重态中微子$N_R$相互作用产生微小中微子质量的自然方法。在本文中，我们对质量序为$m_{N_R}<m_{Φ_ν}$的新标量和中微子在LHC上级联衰变产生的轻子数破坏（LNV）特征进行了详细的模拟。在轻子味违反过程和直接对撞机搜索的约束下，研究了它们的衰变性质，得到了三种类型的LNV特征：$2\ell^\pm 4j+\cancel{E}_T$，$3\ell^\pm 4j+\cancel{E}_T$和$3\ell^\pm\ell^\mp 4j$。我们发现，同号三轻子签名$3\ell^\pm4j+\cancel{E}_T$是相当独特的，是最有希望的发现渠道在高亮度LHC。我们的分析还产生了$95\%$ C.L.在13（14）TeV的LHC上，计算了$Φ_ν$和$N_R$质量在平面内的不相容极限，积分光度为100~（3000）/fb。
2017-01-17 hep-ph
Baryon Number Violation via Majorana Neutrinos in the Early Universe, at the LHC, and Deep Underground
我们提出并研究了一种新的，最小的，实验可测试的框架重子生成，被称为dexigenesis，使用重子数违反有效的相互作用的右手马约拉纳中微子负责的跷跷板机制。我们的框架的独特的LHC签名是同号顶夸克的最终状态，可能源于位移顶点。与LHC现象学相关的参数区域也可以在核子衰变实验中产生伴随信号。我们提供了一个简单的紫外线起源为我们的有效运营商，通过添加一个颜色三重标量，这最终可能会产生一个大统一理论。
2015-05-07 hep-ex hep-ph
Exploring $\widetilde{R}_2$ Leptoquarks and Majorana Neutrinos via same-sign dimuons at the HL-LHC
Institute of Physics（奥里萨物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立大学）
研究HL-LHC通过同号双muon信号探测$\widetilde{R}_2$轻子夸克与Majorana中微子的相互作用及参数空间。
2026-08-03 hep-ph
Revision of the LHCb Limit on Majorana Neutrinos
我们重新审视最近的限制从LHCb的马约拉纳中微子N的质量范围250 - 5000兆电子伏。这些极限是目前最好的极限之一，通过增加LHC运行2的数据，它们将很快得到改善。LHCb提出了一个与模型无关的类号轻子衰变速率约束，并基于B衰变宽度与N寿命的理论模型导出了混合角Vμ4的约束。不幸的是，所使用的模型并不可靠。我们修改的文件的基础上的衰变模型类似的τ轻子的一个，并提供公式，为今后的分析。
2017-04-06 hep-ex hep-ph
Searching for lepton number violating $Λ$ baryon decays mediated by GeV-scale Majorana neutrino with LHCb
本文研究了GeV尺度无菌中微子介导的$Λ_b$ / $Λ_c$衰变中的轻子数破坏过程。我们计算了以下过程的分支比：$Λ_b^{0} \rightarrow \mathcal{B}^+ μ^{-}μ^- π^+$，其中$\mathcal{B}^+$是$Λ_c^+$或质子，和$Λ_c^{+} \rightarrow Λμ^{+}μ^+ π^-$，作为无菌中微子$m_N$的质量和扩展的Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata（PMNS）矩阵$|U_{μN}|^2$的重-轻混合系数的函数。有限探测器尺寸的影响包括在我们的计算中。在比较了LHCb的理论有效分支比和实验预期能力后，给出了（$|U_{μN}|^2$ - $m_N$）平面上$|U_{μN}|^2$的灵敏度上界.这些通道给出了具有由不同搜索策略（例如，在Belle，NuTeV，DELPHI和BEBC），在质量范围$m_N \simeq$ 0.25 GeV - 4.5 GeV，极限在质量范围2 GeV-$<m_N<$ 4.5 GeV更强。
2021-03-08 hep-ph
Flavoured Majorana Dark Matter then and now: From freeze-out scenarios to LHC signatures
本文在暗最小味破坏框架下研究带味 Majorana 暗物质模型，发现转换驱动冻结-out 机制可打开小质量劈裂和弱耦合的参数窗口，并通过重新解释 LHC 搜索指出单顶产生中的电荷不对称性是新的探测机会。
2024-07-01 hep-ph
Mono-Higgs Signature in the Scotogenic Model with Majorana Dark Matter
我们研究了Majorana暗物质（DM）候选情况下暗生模型的唯象性.这种情况下给出了重要的后果，因为该模型的参数空间几乎是不受约束的惰性希格斯双重模型（或暗生模型与标量DM）相比，因此，提供了新的机会，发现在未来的高能对撞机，如HL-LHC。作为一个例子，我们专注于生产的标准模型（SM）希格斯玻色子与一对暗标量。由于其干净的签名，SM希格斯玻色子的$γγ$衰变通道在HL-LHC（在$\sqrt{s}=14$ TeV）和未来的FCC-hh（在$\sqrt{s}=100$ TeV）进行了详细的研究。在重新审视了LHC运行II对模型参数空间的约束，并选择了满足所有理论和实验约束的基准点之后，我们发现，质量高达$140$ GeV（$160$ GeV）的标量可以在LHC（FCC-hh）上用积分亮度的$3$ ab $^{-1}$探测，假设$5\%$具有不确定性。
2019-10-27 hep-ph
A potential scenario for the Majorana neutrino detection at future lepton colliders
马约拉纳中微子的存在必然导致轻子数的破坏过程，而中微子的马约拉纳性质只能通过轻子数破坏过程得到实验验证。我们提出了一种新的方法来寻找马约拉纳中微子在未来的电子-正电子对撞机利用这一功能。我们研究了$ΔL = 2$类符号双轻子的产生，发现不同质心能量的轻子对撞机在轻中微子质量范围和重质量范围内共振产生Majorana中微子方面具有比较优势.在未来的圆形正负电子对撞机（CEPC）上，在250 GeV的质心能量和5 ab的$^{-1}$积分亮度下，我们发现在5-80 GeV的质量范围内，可能会有比LEP 2或LHC上以前的结果更显著的共振产生Majorana中微子的灵敏度。在1 TeV ILC和1 ab $^{-1}$积分亮度下，当中微子质量大于250 GeV时，它比LHC的类似过程具有更好的灵敏度。
2018-10-21 hep-ph
Multi high charged scalars in the LHC searches and Majorana neutrino mass generations
要理解大型强子对撞机（LHC）上测量到的$H\toγγ$速率超过标准模型（SM）预期的一个自然方法是拥有带电标量玻色子，它们存在于大多数SM扩展中。受LHC结果的启发，我们探索它是否也有助于解决小中微子质量产生问题。我们专注于一类模型与高维表示的标量实现Majorana中微子质量在两圈水平，而不施加任何新的对称性。在这些模型中，电荷数大于2的多标量是自然期望的，这不仅提高了$H\toγγ$的速率，而且为LHC提供了更多的搜索基础。特别地，$H\to Zγ$的速率也与双光子通道的速率类似地变化。
2013-04-04 hep-ex hep-ph
Top quark as a probe of heavy Majorana neutrino at the LHC and future collider
右手马约拉纳中微子在理解中微子质量的起源、暗物质的性质以及物质-反物质不对称性的机制等方面起着至关重要的作用。本文研究了在强子对撞机上进行的顶夸克无中微子双β衰变过程$t \to b \ell^+ \ell^+ j j$中重Majorana中微子的可观测性。通过探测器级的模拟，我们证明了我们的方法在15 GeV $< m_N <$ ~ 80 GeV的质量范围内可以给出比现有对撞机边界更强的轻重中微子混合参数$|V_{eN, μN}|$的极限.
2020-05-08 hep-ex hep-ph
Probing Lepton Number Violation and Majorana Nature of Neutrinos at the LHC
在对撞机上观测到两个单元的轻子数（$L$）破坏将为中微子的马约拉纳性质提供证据。我们研究了$L$ -违反的背景下，两个流行的模型的中微子质量，II型跷跷板模型和Zee模型，其中小中微子质量出现在树的水平和一个循环的水平，分别信号。我们专注于$L$ -违反信号在大型强子对撞机所产生的过程中$pp \to \ell^{\pm}\ell^{\prime \pm}$ +喷流在这些框架内。我们获得的灵敏度$L$ -违反在II型跷跷板模型的三重标量质量高达700 GeV和Zee模型的带电标量质量高达4.8 TeV的高光度LHC的积分亮度为$3~\text{ab}^{-1}$。
2022-12-15 hep-ex hep-ph
Majorana neutrinos with effective interactions in B decays
在$0.5$-GeV $<m_N<5 $-GeV的有效相互作用下，研究了Majorana中微子对$B$介子衰变的可能贡献.我们研究了LHCb中$B^-$介子通过$B^- \to μ^- μ^- π^+$的衰变，这是轻子数破坏和Majorana中微子存在的信号，并对不同的新物理贡献提出了界限，其特征在于它们的Dirac-Lorentz结构。我们还研究了由辐射$B$衰变（$B^- \rightarrow μ^- νγ$）的结果从Belle的界限。所得到的界限是更严格的比以前的值为6维四费米子接触矢量和标量马约拉纳中微子相互作用的上下文中的左-右对称模型较高的马约拉纳质量在大型强子对撞机，表明直接计算的有效$N$相互作用的贡献不同的过程可以帮助把更严格的界限不同的UV-完全模型参数化的有效拉格朗日。
2019-07-19 hep-ph
Sensitivity to Majorana neutrinos in $ΔL=2$ decays of $B_c$ meson at LHCb
马约拉纳中微子的可能存在可以通过研究轻子总数$L$被两个单位（$ΔL=2$）破坏的过程来检验。本文研究了$B_c$介子在$ΔL= 2$衰变过程中产生的质量在0.2 GeV到几GeV之间的壳层Majorana中微子。我们重点讨论了同号双μ子通道：三体$B_c^- \to π^+μ^-μ^-$和四体$B_c^- \to J/ψπ^+μ^-μ^-$及其在LHCb上的实验灵敏度。在这两个通道中，我们发现，$\lesssim 10^{-7} \ (10^{-8})$阶的分支分数的敏感性可能是在大型强子对撞机运行2（未来的大型强子对撞机运行3），使我们能够设置额外的和互补的约束参数空间与马约拉纳中微子的质量和混合。特别是，可以得到的混合$|V_{μN}|^2 \sim \mathcal{O}(10^{-5}-10^{-4})$的边界类似于或优于从重介子$ΔL=2$衰变：$D_{(s)}^- \to π^+μ^-μ^-$和$B^- \to π^+μ^-μ^- \ (D^0π^+μ^-μ^-)$。
2016-05-29 hep-ex hep-ph
LHC and the origin of neutrino mass
人们常说，中微子质量是一扇通向标准模型（SM）之外的新物理学的窗口。如果中微子是马约拉纳粒子，这当然是正确的，因为具有马约拉纳中微子质量的SM不是一个完整的理论。中微子Majorana质量的经典教科书测试，无中微子双β衰变依赖于完成，因此不能探测中微子质量。正如25年前已经指出的那样，Tevatron或LHC等对撞机提供了通过轻子数违反产生同号轻子对来直接探测中微子Majorana质量起源的希望。我在所有三种类型的跷跷板机制的背景下讨论这一点。然后，我详细讨论了$L-R$对称理论的情况，它最初导致了跷跷板，并自然地结合了I型和II型。质量在几TeV范围内的$W_R$规范玻色子可以很容易地控制无中微子双β衰变，它在LHC的发现将具有宇称恢复和轻子数破坏的壮观特征。最后，我给出了一个预测SU（5）大统一理论的例子，该理论导致了一个混合型I和III型跷跷板，其中轻费米子三重态低于TeV尺度。
2010-03-24 hep-ph
Two Majorana Neutrino Mass Doublets with Thorough Maximal Doublet Mixing from an Analogy with the K^0-Meson Oscillations
在最近的笔记中，我们认为，大多数可用的正负中微子振荡的数据可以纳入一个四中微子弱相互作用模型与一个物理条件：彻底的最大混合的中微子成分在每一个的两个质量二重态。在CP不变性的水平上，中微子振荡和K^0介子振荡之间的一个扩展的庞特科沃类比（它暗示了中微子质量矩阵中轻子电荷守恒的最大破坏）可以为一个具有三种轻子味和只有两个四分量中微子代的模型中的三个数据决定的假设提供一个物理线索：四个唯象中微子与两个中微子质量二重态，一个无菌中微子的振荡，和彻底的最大中微子二重态混合。这个类比预言所有四个中微子质量本征态都是马约拉纳型的。
1999-02-01 hep-ph
Same-Sign Dilepton Production via Heavy Majorana Neutrinos in Proton-Proton Collisions
讨论了在高能质子-质子碰撞$\ell,~ \ell^\prime = e,~ μ,~ τ$中由Majorana中微子介导的同号双轻子的产生。假设一个重Majorana中微子的质量$m_N$，我们提出了发现限制在$(m_{N},|U_{\ell N}U_{\ell^\prime N}|)$平面，其中$U_{\ell N}$是混合参数。考虑到目前的限制，从低能量的实验，我们表明，在大型强子对撞机的敏感性，重马约拉纳中微子高达质量$m_{N}\leq 2$ - 5 TeV的双轻子通道$μμ,~ ττ$，和$μτ$，但双轻子状态$e\ell$将无法检测到由于已经存在的限制，从中微子双β衰变。
2001-12-07 hep-ph
Search for Heavy Right-Handed Neutrinos at the LHC and Beyond in the Same-Sign Same-Flavor Leptons Final State
在这项研究中，我们探讨了大型强子对撞机的运行II发现重马约拉纳中微子的潜力，在$l^{\pm}l^{\pm}j~j$最终状态的$30$和$3000$ fb $^{-1}$之间的光度。鉴于中微子质量产生的模型有很多，即使在I型跷跷板框架内，我们使用一个简化的模型方法和研究两个简单的扩展标准模型，一个与一个单一的重马约拉纳中微子，单线态下的标准模型规范群，和限制情况下的左右对称模型。然后，我们扩展到未来的强子对撞机运行在$100$ TeV的质心能量的分析。这种能量的外推使我们能够研究在强子对撞机上研究Majorana中微子时共振产生与规范玻色子融合过程的相对重要性。我们分析并提出了不同的搜索策略，旨在最大限度地提高发现潜力的共振生产或规范玻色子融合模式。
2015-12-09 hep-ph
Heavy Majorana neutrino pair productions at the LHC in minimal U(1) extended Standard Model
在我们最近的文章[1]中，我们在最小非奇异U（1）扩展标准模型（SM）的背景下探讨了在未来的LHC上发现重Majorana右手中微子（RHN）的前景。在SM中，一对RHN是通过共振产生的大质量U（1）规范玻色子（$Z^{\prime}$）衰变产生的。我们指出，该模型可以显著提高$Z^\prime$玻色子到一对RHN的分支比，这对于在寻找双轻子末态$Z^\prime$玻色子的过程中，发现LHC Run-2约束下的RHN是至关重要的.在本文中，我们进行了一般的参数扫描，以评估在LHC的同号双轻子末态的最大生产率（吸烟枪签名的Majorana RHN生产），同时再现的中微子振荡的数据。我们还考虑了具有替代电荷分配的极小非奇异U（1）模型。在这种情况下，我们发现一个进一步增强的分支比的$Z^\prime$玻色子到一对RHN相比，传统的情况下，这开辟了一个可能性，发现RHN甚至之前的$Z^\prime$玻色子在未来的LHC实验。
2018-08-22 hep-ex hep-ph
Leptobaryons as Majorana Dark Matter
我们探讨的暗物质和对撞机现象的最小规范$U(1)_B$模型，由疏轻子$Z_B$规范玻色子，和一个伴随的希格斯$S_B$。根据反常抵消的要求，费米子扇区自然包含一个暗物质候选者--由固有的$Z_2$对称性稳定的马约拉纳等单线$χ$。在大型强子对撞机上没有$Λ_{B}\gtrsim 500$主双喷流共振的证据表明，对称破缺的尺度为$Λ_{B}\gtrsim 500$ GeV。暗物质丰度的饱和以及直接探测截面的限制（主要由希格斯交换决定）将希格斯混合角限制在$|θ|\lesssim 0.22$。对于$|θ| \lesssim 10^{-3}$的小混合角，费米子环介导的$S_B\rightarrowγγ$、$Zγ$、$ZZ$模的$\mathcal{O}(10\%)$分支分数可能提供关于LHC模型中费米子含量的线索。
2015-09-04 hep-ph
Observing CP-violating Higgs Signals with Heavy Majorana Neutrinos
我们展示了测量希格斯玻色子态的CP相位的能力，通过观察大型强子对撞机上$pp \to H \to N N$过程中重的马约拉纳中微子的衰变。对于具有相反符号（$l^{\pm} l^{\mp} W^{\pm} W^{\mp}$）和相同符号（$l^{\pm} l^{\pm} W^{\mp} W^{\mp}$）轻子末态的信号，这被示出。这些信号的一般框架中的一个连续的第四代费米子与一个额外的右手中微子进行了研究。这样的情况自然会产生重马约拉纳中微子，以及由于费米子环中运行的新的重夸克态的贡献，通过胶子聚变显着增强希格斯粒子的产生。结合同号轻子信号固有的低背景，这可能是研究LHC中希格斯玻色子态CP性质的有用方法。
2011-07-12 hep-ph
Search for Heavy Majorana Neutrinos at LHC using Monte Carlo simulation
重中微子可以在LHC中被发现。对标准模型的许多扩展都预言了在LHC中新中微子的存在。B-L模型中的一个预测了存在三个重（右手）中微子，每一代一个，新的规范大质量玻色子和新的标量希格斯玻色子，而不是SM希格斯。本文利用B-L模型的蒙特卡罗模拟得到的不同质心能量下的数据，在LHC质子-质子碰撞产生的4轻子+丢失能量末态事件中寻找重中微子。我们预言，重中微子对可以从Z' B-L新规范中性大质量玻色子衰变中产生，然后衰变到4轻子+丢失能量的末态，这为我们在LHC上进行标准模型的B-L扩展提供了在更高能量下超越标准模型的新物理的新信号。
2013-01-03 hep-ph nucl-th
Search for Majorana Neutrino Signal in $B_c$ Meson Rare Decay
为了寻找Majorana中微子信号，我们研究了$B_C$介子稀有衰变.结果表明，相应的衰变率对Majorana中微子质量和混合角敏感。在LHCb中可以观察到质量区$m_π<m_n<m_B$内的马约拉纳中微子诱导的$B_C^\pm\to l_1^\pm l_2^\pm M^\mp $信号。
2013-03-27 hep-ph
Direct Detection and LHC constraints on a $t$-Channel Simplified Model of Majorana Dark Matter at One Loop
一类有趣的模型假定，暗物质是马约拉纳费米子，它与夸克以及有色标量介体相互作用。这样的理论可以在直接探测实验中通过暗物质与重原子核的散射来检验，也可以在大型强子对撞机上通过喷流和丢失的能量信号来检验。动机的事实，这种理论有自旋独立的相互作用，消失在树的水平，我们检查他们在一个循环（随着RGE的改进，以恢复大日志），并发现，尽管它发生在一个更高的阶微扰理论，自旋独立的散射搜索通常施加最强的约束模型参数空间。我们进一步分析了相应的LHC约束在一个循环，并发现，重要的是要考虑到这类模型的喷气机加上失踪动量的搜索解释的影响时，考虑到它们，从而提供相应的补充信息，这类模型。
2022-03-18 hep-ex hep-ph
Lepton Number Violating Processes Mediated by Majorana Neutrinos at Hadron Colliders
研究了GeV量级Majorana中微子介导的轻子数违反类号双轻子过程$h_1 h_2 \to l^\pm l^{\prime \pm} jj X$和$h_1 h_2 \to l^\pm l^{\prime \pm} W^\pm X$.我们专注于共振增强的贡献与近质量壳层Majorana中微子的s-通道。基于重中微子及其混合粒子$U_{αN}$和$α= ν_{e}, ν_μ, ν_τ$质量的现有实验极限，研究了Tevatron和LHC产生类号双轻子的约束条件.特别注意无中微子双β衰变的约束。我们注意到，在Tevatron和LHC中搜索类似符号的$e^{\pm} e^{\pm}$事件可能会揭示中微子扇区中的CP破坏。我们还讨论了条件下，它是可能的，以一种模型独立的方式提取个人的混合矩阵元素的约束。
2009-07-15 hep-ph
Same-sign dileptons as a signature for heavy Majorana neutrinos in hadron-hadron collisions
我们讨论了同号双轻子作为Majorana中微子签名的可能性。产生机制由单个重中微子产生和衰变质子-质子-> 1 ^{ \pm } N X -> 1 ^{ \pm } 1 ^{ \pm } X '给出。给出了LHC能量的截面和分布。
1997-03-27 hep-ph
The Search for Heavy Majorana Neutrinos
中微子的马约拉纳性质只能通过涉及带电轻子的{ \it轻子数}破坏过程来实验验证。研究了τ轻子和赝标介子衰变中的36个轻子数破坏过程。这些衰变在标准模型中是不存在的，但是在质量范围为$\sim 100 \mev$到$5 \gev$的马约拉纳中微子的存在下，这些过程的速率将由于它们的共振贡献而增强。我们计算的过渡率和分支分数，并比较它们的直接实验搜索$\dl=2$ τ和罕见的介子衰变的电流范围。这种$\lv$过程的实验非观测的地方严格的界限上的马约拉纳中微子质量和混合，我们总结了现有的限制。我们还扩展到强子对撞机实验的搜索。我们发现，在具有$8 {fb}^{-1}$积分光度的Tevatron上，在$\sim 10 - 180 {\gev} (10 - 120 {\gev})$质量范围内，对$μ^\pm μ^\pm$模的Majorana中微子的共振产生可能存在$2σ$（$5σ$）灵敏度.利用$100 {fb}^{-1}$，在14 TeV的大型强子对撞机上，这一范围可以扩展到$\sim 10 - 375 {\gev} (10 - 250 mbox{\gev})$。在LHC的10 TeV的生产截面也提出了比较。我们还研究了$μ^\pm e^\pm$模，发现即使考虑到无中微子双β衰变的电流束缚，信号也可能足够大。从规范玻色子融合通道$W^+ W^+\to \ell^+_1 \ell^+_2$在…
2009-05-07 hep-ph
Production of Like Sign Di-Leptons in p-p Collisions Through Composite Majorana Neutrinos
在高能轻子数破坏中，LSD的产生（$ΔL = +2$）反应p p--> 2 jets + l+l+（l=e，μ，τ），详细研究了即将在大型强子对撞机（LHC）上进行的实验，采用复合模型方案，其中交换的虚拟复合中微子被假定为通过$SU(2)\times U(1)$规范耦合到轻轻子的马约拉纳粒子玻色子通过磁型耦合（$σ_{μν}$）。螺旋度投影方法被用来准确地评估树级的贡献部分子子过程（$2\to 4$），它允许考虑到所有的交换图和发生的干扰幅度。数值估计相应的信号截面，实现运动学削减需要抑制标准模型背景，这表明，在某些区域的参数空间的LSD事件的总数是远远高于背景。假设没有观测到LSD的信号，我们发现LHC将排除一个高达850 GeV的复合马约拉纳中微子（如果需要10个事件才能发现的话）。LHC实验的参数空间的灵敏度进行比较，下一代的无中微子双β衰变（$ββ_{0ν}$）实验，GENIUS，它表明，他们将提供相同数量级的约束，并将发挥互补作用。
1999-03-04 hep-ph
Determination of the unknown absolute neutrino mass and MNS parameters at the LHC in the Higgs triplet model
在Higgs三重态模型下，通过在CERN大型强子对撞机上测量双电荷粒子的衰变过程，得到了中微子绝对质量和未知MNS参数的界。Majorana CP破坏相位对预测的影响相当严重，这是为了限制这些相位。
2009-09-09 hep-ph
Signature for heavy Majorana neutrinos in hadronic collisions
分析了强子碰撞中新的可能的重Majorana中微子的产生和衰变。这些粒子与标准中微子的混合的新的界限估计根据大统一模型建议的基本表示。这些马约拉纳中微子的一个明显特征是在末态中由同号双轻子加上带电的弱矢量玻色子给出。我们讨论了未来在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）的实验可能性。
2000-08-11 hep-ph
CP violation in $B_s$ decays mediated by two nearly-degenerate Majorana neutrinos
研究了两个GeV尺度的近简并质量Majorana中微子诱导的轻子数破坏过程$B_s^0 \rightarrow D_s^- μ^+ μ^+ π^-$及其\textit{CP} -共轭过程$\bar{B_s^0} \rightarrow D_s^+ μ^- μ^- π^+$中的\textit{CP}破坏.结果表明，当两个Majorana中微子的质量差在中微子衰变宽度附近时，\textit{CP}破坏的大小会变得相当大.我们进行实验分析的\textit{CP}违反过程在LHCb在其升级II。分析表明，在电流对轻重中微子混合参数的约束下，利用LHCb的实验能力有可能观测到这种\textit{CP}破坏.在没有观测到正信号的假设下，给出了重轻混合参数$|U_{μN}|^2$的上界.结果表明，在1~GeV和$< m_N <$ 3~GeV质量区，这些模与NuTeV、BEBC等实验相比，能提供互补约束.
2022-05-26 hep-ph
Exploring GeV-scale Majorana neutrinos in lepton-number-violating $Λ_b^0$ baryon decays
本工作首次研究了由质量为GeV的Majorana中微子$N$介导的$Λ_b^0$重子$Λ_b^0 \to p π^+μ^- μ^-$和$Λ_b^0 \to Λ_c^+ π^+μ^- μ^-$的$|ΔL|=2$衰变中轻子数破缺过程.我们探讨了这些双μ子通道在LHCb和CMS实验，其中重中微子的寿命在$τ_N = [1, 100, 1000]$ ps的可访问范围内被认为是实验的灵敏度。对于在LHCb收集的10和50 fb ${}^{-1}$以及在CMS收集的30，300和3000 fb ${}^{-1}$的积分光度，我们发现${\rm BR}(Λ_b^0 \to p π^+μ^- μ^-) \lesssim \mathcal{O}(10^{-9} - 10^{-8})$和${\rm BR}(Λ_b^0 \to Λ_c^+ π^+μ^- μ^-) \lesssim \mathcal{O}(10^{-8} - 10^{-7})$级的分支分数具有显著的灵敏度。给出了与重中微子有关的参数空间（$m_N,|V_{μN}|^{2}$）上的排斥区，并与$K^- \to π^+μ^-μ^-$（NA 48/2）和$B^- \to π^+μ^-μ^-$（LHC b）以及不同的搜索策略（如NA 3，CHARM II，NuTeV，Belle和DELPHI）的排斥区进行了比较.
2017-08-01 hep-ph
Probing vector-like top partner from same-sign dilepton events at the LHC
标准模型是一个成功的理论，但缺乏中微子质量产生的机制以及自然性问题的解决方案。在同时解决这两个问题的模型中，重Majorana中微子和顶级伙伴通常被预测，这可能导致由重Majorana中微子介导的新的顶级伙伴衰变模式：$T\to b\,W^{+}\to b\,\ell^{+}\ell^{+}q\bar{q'}$。在本文中，我们将研究这样一个新的签名的可观测性通过对生产过程的顶部伙伴$pp \to T\bar{T} \to 2b+ \ell^\pm \ell^\pm+4j$在一个模型无关的方式。通过蒙特卡罗模拟，给出了HL-LHC上最大伙伴质量和混合参数的$2σ$排斥限。
2020-06-08 hep-ph
Signatures of Dirac and Majorana Sterile Neutrinos in Trilepton Events at the LHC
质量低于$M_W$的重无菌中微子可以通过$W^\pm \to e^\pm e^\pm μ^\mp ν$和$μ^\pm μ^\pm e^\mp ν$的纯轻子$W$衰变在14 TeV的LHC上诱发三轻子事件，其中重中微子将处于其质量壳层上的中间态。本研究使用切割计数法（CC）和多变量分析法（MVA）来寻找重中微子的发现极限和排除极限。我们还表明，它是可以区分狄拉克和马约拉纳重中微子，即使轻子数守恒不能直接测试，由于不可观测的最终状态中微子。这种歧视是通过利用一组不同的马约拉纳与狄拉克的情况下，运动学观测。我们发现，MVA方法可以大大提高发现和鉴别限相比，CC方法。对于一个14 TeV的$pp$对撞机，积分光度为3000 ${\rm fb}^{-1}$，如果是重-轻中微子混合$|U_{Ne}|^2 \sim |U_{Nμ}|^2 \sim 10^{-6}$，则可以发现具有5个$σ$显著性的无菌中微子，而如果是$|U_{Ne}|^2 \sim |U_{Nμ}|^2 \sim 10^{-5}$，则可以区分Majorana和Dirac类型，甚至如果其中一个混合元素比另一个小至少一个数量级，则可以区分$|U_{N\ell}|^2\sim 10^{-6}$。
2017-10-30 hep-ex hep-ph
A quantitative study on helicity inversion in Majorana neutrino decays at the LHC
我们报告了一个分析和数值研究的影响，螺旋度反演在LHC过程中，不守恒轻子数$(L)$。作为一个案例研究，我们集中在现象学I型跷跷板模型中的Majorana中微子$(N)$通过在壳层和离壳层$W$玻色子的产生和衰变。使用Monte Carlo事件发生器\texttt{MadGraph5\_aMC@NLO}与\texttt{HeavyN}模型库结合，我们执行精确的矩阵元素（ME）的计算没有窄宽度近似。尽管螺旋反转出现明确的ME，我们报告的螺旋抑制$L$违反对撞机观测的$1\to4$和$2\to4$过程中，占主导地位的共振$N$生产。我们把这种不协调归因于4-动量和平方4-动量在ME和平方ME中的不同标度，当$N$在小宽度极限中在壳层上时，在后者中发生精确的抵消。在离壳机制中，可以出现$L$破坏的完全抑制/增强。其他中微子质量模型的影响进行了讨论。
2021-01-20 hep-ex hep-ph
Minimal seesaw model with tri/bi-maximal mixing and leptogenesis
我们研究了最小跷跷板机制，其中轻中微子的质量描述与三/双最大混合的基础上，带电轻子汤川矩阵和重马约拉纳中微子质量矩阵是对角的。我们寻找所有可能的狄拉克质量纹理，至少包含一个零元素的$3 \times 2$矩阵和评估相应的轻子不对称性。我们提出了一个单一的低能量未知数，一个马约拉纳CP相的重子不对称性的线索，从中微子双β衰变。
2004-07-26 hep-ph
Majorana Neutrinos in Same-Sign $W^\pm W^\pm$ Scattering at the LHC: Breaking the TeV Barrier
我们重新审视的敏感性，非共振，重马约拉纳中微子$N$在相同的符号$W^\pm W^\pm$散射在$\sqrt{s}=13$ TeV大型强子对撞机和其高光度升级。作为一个基准的情况下，我们的工作在现象学I型跷跷板模型的背景下，依赖于一个模拟到下一个领先的顺序在QCD与部分子淋浴匹配。在广泛研究了$pp\toμ^\pmμ^\pm j j$过程的振幅和微分能级的现象学之后，我们设计了一个简单的对撞机分析，具有显著的信号背景分离能力。在95%的置信水平下，我们发现对于$\mathcal{L}=300$ fb $^{-1}~(3$ ab $^{-1})$的$m_N = 1-10~{\rm TeV}$，平方μ子-重中微子混合元$\vert V_{μN} \vert^{2}$可以探测到约$0.06-0.3 ~ (0.03-0.1)$.对于较重质量的$m_N = 20~{\rm TeV}$，我们报告了$\vert V_{μN} \vert^{2}\gtrsim 0.5~(0.3)$的灵敏度。$W^\pm W^\pm$散射通道可以极大地扩展当前大型强子对撞机搜索重马约拉纳中微子所覆盖的质量范围，特别是在几百GeV以上增加了宝贵的灵敏度。我们评论的分析可以改进的领域，以及对其他测试的中微子质量模型的适用性。
2021-03-10 hep-ex hep-ph
Jet substructure shedding light on heavy Majorana neutrinos at the LHC
微小中微子质量和味道混合的存在可以在各种跷跷板模型中自然地解释，其中许多模型通常具有额外的马约拉纳型SM规范单线态右手中微子（$N$）。如果它们在电弱尺度附近，并且与轻活性中微子有相当大的混合，它们可以在高能对撞机中产生，例如大型强子对撞机（LHC）。一个特征信号是相同符号的轻子对，违反轻子数，以及光喷流-- $pp\to N\ell^{\pm}, \; N\to\ell^{\pm}W^{\mp}, \; W^{\mp}\to jj$。我们提出了一个新的搜索策略，利用射流子结构技术，观察到一个沉重的右手中微子质量$M_N$远高于$M_{W^\pm}$，两个喷流出来的助推$W^\pm$可以被解释为一个单一的脂肪喷流（$J$）。因此，区分信号拓扑将是$\ell^{\pm}\ell^{\pm} J$。对不同的信号区域进行全面的研究，并进行完整的背景分析，结合检测器级模拟，我们计算统计显著性限值。我们发现对于质量范围为$300$ GeV $\leq M_N \leq 800$ GeV和不同轻重中微子混合$|V_{μN}|^{2}$的重中微子都能有效地探测到。在13 TeV的LHC与3000 $\mathrm{fb}^{-1}$的综合光度可以胜任探索混合角远低于目前的LHC的限制，而且超过了从电弱精度数据的界限。
2018-02-09 hep-ex hep-ph
Lepton number violation in $B_s$ meson decays induced by an on-shell Majorana neutrino
在$B_s$介子的半轻子$|ΔL|=2$衰变过程中，通过交换壳层上的Majorana中微子$N$，可以诱导轻子数破缺，$B_s^0 \to P^-π^-μ^+ μ^+$与$P=K, D_s$ .我们调查生产这样一个沉重的无菌中微子通过这些四体$μ^+μ^+$通道，并探讨在LHCb和CMS实验可以达到的灵敏度。对于重中微子寿命的$τ_N$ = [1，100，1000] ps和10和50 fb的${}^{-1}$在LHCb和30，300，3000 fb的${}^{-1}$在CMS收集的积分光度，我们发现一个显着的灵敏度的订单${\rm BR}(B_s^0 \to K^- π^-μ^+ μ^+) \lesssim \mathcal{O}(10^{-9} - 10^{-8})$和${\rm BR}(B_s^0 \to D_s^- π^-μ^+ μ^+) \lesssim \mathcal{O}(10^{-8} - 10^{-7})$的分支分数。在运动学允许的质量范围分别为$m_N \in [0.25,4.77]$ GeV和$m_N \in [0.25,3.29]$ GeV时，我们排除了与重中微子相关的参数空间（$m_N,|V_{μN}|^{2}$）上的区域，这可以稍微改善$B^- \to π^+μ^-μ^-$（LHCb）的限制。
2018-04-16 hep-ph
