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
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
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
CP violation in top quark decay via heavy Majorana neutrinos at the LHC
在低尺度跷跷板机制下,用右手Majorana中微子对标准模型进行扩展,可以很自然地解释中微子的微小质量,并且Majorana相位引起的CP破坏效应是一个有趣的现象,值得在对撞机上进行研究.本文研究了在大型强子对撞机上利用Majorana中微子测量顶夸克对产生和稀有衰变中的CP破坏的前景。CP的不对称性源于两个不同的马约拉纳中微子的贡献的显着干扰,可以是明显的,当两个中微子的质量是近简并。发现在10 GeV <mn <80 GeV的Majorana中微子质量范围内,CP不对称性与LHC的Majorana中微子质量无关。任何可能的CP破坏的新观测都将是新物理超越标准模型的明确证据。
2021-10-20 hep-ph
GeV Majorana Neutrinos in Top-quark Decay at the LHC
我们在LHC上研究了顶夸克通过Majorana中微子衰变产生的ΔL=2同号双轻子信号。信号是同号双轻子加上多喷流,没有明显的能量损失。最乐观的区域位于马约拉纳中微子质量在15-65 GeV之间。对于300 fb^-1的积分亮度,探测有效混合参数S_{ij}的数量级为10^-5是可能的。
2008-10-29 hep-ph
Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in $B$ decays
在具有跷跷板机制的模型中,除了普通的活动中微子外,还预测了重Majorana中微子。我们研究了由GeV质量的重中微子$N$引起的$B$衰变中的轻子数破坏。特别地,我们考虑了衰变道$B^+ \to μ^+ \, N \to μ^+ μ^+ π^-$,并通过Belle II的未来搜索实验和未来圆形对撞机(FCC-ee)的$e^+ e^-$碰撞实验导出了混合角$Θ_μ$的灵敏度极限。
2016-11-10 hep-ex hep-ph
Fourth Generation Lepton Sectors with Stable Majorana Neutrinos: From LEP to LHC
我分析了第四代轻子部门,其中最轻的粒子是一个稳定的马约拉纳中微子。在这种情况下,第四代中微子同时具有狄拉克和马约拉纳质量,导致两个马约拉纳中微子质量本征态。从Z宽度的角度对稳定的Majorana中微子进行了LEP的质量下限的重新分析,使质量下限得到了放松。我还外推LEP的超对称夸克搜索与2喷气机加上失踪的能量最终状态的生产和衰变的一对重马约拉纳中微子,在这里,预计中微子质量平面的重要地区可能会被排除。最后,提出了在LHC四轻子加缺失能量通道中寻找第四代重中微子对的策略。排除设置在中微子质量平面为30逆FB的数据在LHC为13 TeV。
2010-10-26 hep-ph
Discriminating among the theoretical origins of new heavy Majorana neutrinos at the CERN LHC
本文研究了在LHC能区区分新的重Majorana中微子模型的可能性。当新的重Majorana中微子存在时,非零质量标准中微子的实验证实和轻子数破坏的理论可能性找到了一个自然的解释。这些新的中微子出现在具有新右手单线态的模型中,出现在某些大统一理论和左右对称模型的新双线态中。人们期待着在欧洲核子研究中心的高能强子对撞机(LHC)上发现新粒子的信号。我们提出的签名和分布,可以表明这些新粒子的理论起源。计算了重Majorana中微子的单个产生和对产生,并讨论了模型依赖性。末态的同号双轻子为重中微子的马约拉纳性质提供了明确的信号,因为存在轻子数破坏。重马约拉纳中微子的质量界限允许模型歧视估计为三个不同的LHC光度。
2007-03-08 hep-ph
Heavy Majorana neutrinos in e+e- colliders
我们研究了在LEP 200和未来的直线对撞机上探测$e^+e^-$中重马约拉纳中微子($N$)的可能性。我们集中讨论了中间重$N$对产生全轻子数违反($e^+e^- \to NN \to W^+l^-W^+l^{\prime -}$)的明显信号的过程。如果重中微子是狄拉克性质的,这样的信号是不可能的。我们的方法是通用的,在这个意义上,中间$N$的可以是在外壳或外壳外。还讨论了$NN$生产的$s$和$t+u$通道的相对数值重要性。
1999-05-31 hep-ex hep-ph
Bounds on heavy Majorana neutrinos in type-I seesaw and implications for collider searches
标准模型中缺少的中微子质量和味道混合,可以自然地纳入标准模型的I型跷跷板扩展中,重马约拉纳中微子在标准模型规范群下是单线态。如果重马约拉纳中微子在电弱标度附近,并且它们与SM中微子的混合相当大,它们可以在高能对撞机上产生,留下轻子数违反的特征信号。利用最小跷跷板情形下中微子Dirac质量矩阵的一般参数化方法,从中微子振荡数据、电弱精确测量和轻子味违反过程中,对中微子Dirac质量矩阵进行参数扫描,确定满足各种实验约束条件的允许区域.我们发现,由此产生的混合参数之间的重中微子和SM中微子更严格的限制比那些从目前的搜索重马约拉纳中微子在大型强子对撞机。这样的参数区域可以在未来的高亮度LHC和100 TeV的pp对撞机进行探索。
2017-09-15 hep-ex 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
Z-Boson Decays into Majorana or Dirac (Heavy) Neutrinos
我们计算了Z玻色子在电子-正电子碰撞中静止产生时衰变成重轻中微子对的运动学,包括重中微子随后衰变成含有带电轻子的可见终态。我们集中讨论了数十GeV量级的重中微子质量以及解决中微子(狄拉克费米子或马约拉纳费米子)性质的问题。我们发现,虽然不可能在逐个事件的基础上分辨出重中微子和轻中微子的性质,但只要有足够大的重-轻中微子对样本,就可以推断出中微子的性质。我们确定了两个观测敏感的中微子的性质。一个是子荷轻子的前后不对称性。如果中微子是马约拉纳费米子,则这种不对称性正好为零;如果中微子是狄拉克费米子,则这种不对称性对于带正电和带负电的子轻子是非零的(并且相反)。另一个可观察到的现象是重中微子的极化,它在实验室的子荷轻子的能量分布框架中留下了印记。在Z极的正负电子碰撞中产生的狄拉克中微子和反中微子是强极化的,而马约拉纳中微子的极化程度最多与$Z$玻色子一样。
2021-05-31 hep-ex 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
Charged Higgs Boson Effects in the Production and Decay of a Heavy Majorana Neutrino at the LHC
我们考虑了重Majorana中微子(N)和带电希格斯玻色子玻色子(H+)之间的一种新的相互作用,并表明它对LHC中同号双轻子的轻子数破坏(LNV)信号有着重要的影响.先前在LHC上考虑的重Majorana中微子的LNV信号pp -> l+ N -> l+ l+ W-可能被pp -> l+ N -> l+ l+ H-压倒。随着随后的衰变H- -> b t(bar)或H- -> W- H^0,重马约拉纳中微子的产生导致了l+ l+ b b(bar)+ 2喷流的壮观事件。我们还探讨了m_N < m_{H+}的情况,其中衰变H+ -> 1 + N可以成为LHC的主要N-产生机制。特别地,我们证明了gb-> tH-,t-bW+和H-> l-N-> l-l- W+的过程可能导致另一种类型的l-l- b + 4喷流的壮观事件。
2008-03-19 hep-ph
Heavy Majorana Neutrino Production at Future $ep$ Colliders
在唯象I型跷跷板机制中引入重单态Majorana中微子产生中微子质量。重Majorana中微子引起的现象对寻找新物理有重要意义。在本文中,我们探讨了在未来的$e^{-}p$对撞机的重马约拉纳中微子的生产和衰变。通过$W$和光子聚变的相应的截面预测不同的对撞机能量。结合单次$W$交换产生重Majorana中微子的实验结果,本工作可为今后在$e^{-}p$对撞机上寻找重Majorana中微子提供有益的信息.
2019-06-13 hep-ph
Probing heavy Majorana neutrino pair production at ILC in a $U(1)_{\rm B-L}$ extension of the Standard Model
本文考虑标准模型的规范$-$ L(重子数减轻子数)扩展,它在三个标准模型单重态右手中微子(RHN)存在时是无反常的.伴随着$U(1)_{\rm B-L}$规范对称性破缺,RHN获得Majorana质量,然后伴随着电弱对称性破缺,类SM中微子的微小Majorana质量通过跷跷板机制自然产生。由于跷跷板机制,主要由SM-单重态RHN组成的重质量本征态通过与SM中微子的小混合获得抑制的电弱相互作用。为了研究跷跷板机制,我们在250 GeV和500 GeV国际直线对撞机(ILC)上研究了重Majorana中微子通过$U(1)_{\rm B-L}$规范玻色子$Z^\prime$的对产生.考虑到当前和未来的B $-$ L模型参数的搜索共振$Z^\prime$玻色子生产在大型强子对撞机(LHC)的范围内,我们专注于“吸烟枪”签名的Majorana性质的重中微子:一对相同的符号,相同的味道轻子,小失踪的动量,和四个强子喷流的最终状态。我们估计了国际劳工委员会对签名的预测意义。
2022-03-15 hep-ex hep-ph
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
Seesaw mirroring between light and heavy Majorana neutrinos with the help of the $S^{}_3$ reflection symmetry
在正则跷跷板机制中,我们要求相关的中微子质量项在左手和右手中微子场的$S^{}_3$电荷共轭变换下保持不变。这样,Dirac质量矩阵$M^{}_{\rm D}$和右手中微子质量矩阵$M^{}_{\rm R}$都得到了很好的约束,有效轻Majorana中微子质量矩阵$M^{}_ν$也得到了很好的约束.我们发现,这些质量矩阵可以分为22类,其中一些纹理尊重著名的$μ$ - $τ$排列或反射对称性和风味民主。研究还发现,$M^{}_ν$和$M^{}_{\rm R}$之间存在着显著的结构相同或相似性,反映了轻重Majorana中微子之间的跷跷板镜像关系.我们计算了最轻的重Majorana中微子衰变中相应的轻中微子质量和味混合参数以及CP破坏不对称性,并指出在$S^{}_3$反射对称极限下,只有味轻生机制才可能适用于$M^{}_{\rm D}$和$M^{}_{\rm R}$三类中微子.
2019-03-21 hep-ex hep-ph
Heavy Majorana Neutrinos and Baryogenesis
通过轻生的重子生成的情况下,涉及重马约拉纳中微子的模型进行了审查。本文用不稳定粒子混合的再确认方法研究了重Majorana中微子在非平衡轻子数破坏衰变中发生CP破坏的各种机制。它明确地证明了如何remation方法保留重要的场论性质,如酉性和CPT不变性。在数值求解描述宇宙热力学演化的玻尔兹曼方程后,给出了代表性情景的预测。讨论了重Majorana中微子环效应对低能观测值的唯象影响,如$τ$和$Z$ -玻色子衰变中轻子味和/或轻子数的不守恒以及电子电偶极矩.
1999-02-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Correlative signatures of heavy Majorana neutrinos and doubly-charged Higgs bosons at the Large Hadron Collider
我们探索了一个有趣的可能性,以测试在大型强子对撞机(LHC)的中微子质量产生的第二类跷跷板机制。我们证明了在TeV尺度的II型跷跷板模型中,重Majorana中微子Ni(i=1,2,3)和双电荷希格斯玻色子H^++(H^-)的轻子数破坏特征可以紧密地相互关联.以这类模型的最小形式为例,我们计算了N_1和H^++(H^-)分别介导的pp -> l^+_α l^+_βX(l^-_αl^-_βX)过程的截面,并在LHC上说明了它们之间的非平凡关联。
2008-08-28 hep-ex hep-ph
The see-saw mechanism and heavy Majorana neutrino masses in an SO(10) model
我们应用跷跷板机制和SO(10)模型来计算中微子的质量和混合,以估计重的Majorana质量。本文简要地讨论了重Majorana中微子的衰变模,并计算了它们对轻子数破坏过程μ \to eγ,τ \to μγ和τ \to eγ的贡献。
2000-08-09 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
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
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} $,则可以发现信号。
2018-01-02 hep-ph
Generation of quasiparticles by flavor mixing and CP violation: heavy Majorana neutrinos, part I
研究了重Majorana中微子味混合现象。的物理自由度,传播像自由粒子,直到它们衰减的存在下的味道混合,确定对角化的图解传播。结果表明,它们应被解释为准粒子失去马约拉纳性质。
2020-01-13 hep-ph
Neutrino mass hierarchy and Majorana CP phases within the Higgs triplet model at the LHC
中微子质量可以由$SU(2)_L$希格斯三重态的VEV产生。我们假设这样的三重态的双电荷分量的质量在几百GeV的范围内,这样它就可以在LHC中获得。它衰变为同号轻子提供了一个干净的实验信号,这使得可以直接测试中微子质量矩阵。通过探索这种衰变到各种口味的轻子的分支比,我们表明,在这个模型中的中微子质谱的类型(正常,倒置或准简并)实际上可能会在大型强子对撞机解决。此外,我们表明,在希格斯三重态模型的中微子质量的双电荷标量的衰变成类似的符号轻子对在大型强子对撞机提供了一种可能性,以确定马约拉纳CP相位的轻子混合矩阵。
2008-02-29 hep-ph
Search for Heavy Sterile Neutrinos in Trileptons at the LHC
本文提出了一种在14 TeV大型强子对撞机上从$W^\pm \to e^\pm e^\pm μ^\mp ν$和$μ^\pm μ^\pm e^\mp ν$的纯轻子衰变中寻找狄拉克和马约拉纳不育中微子的方法。使用切割计数(CC)和多变量分析(MVA)方法显示了无菌中微子的发现和排除极限。我们还区分狄拉克和马约拉纳不育中微子利用一组不同的狄拉克和马约拉纳的情况下的运动学观测。我们发现,MVA方法,相比更常见的CC方法,可以大大提高发现和歧视的限制。测试了无菌中微子质量为$m_N = 20$ GeV和50 GeV的两个基准点。对于3000 ${\rm fb}^{-1}$的积分亮度,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$5 σ$意义的无菌中微子,而如果至少有一个混合是$10^{-5}$阶,则可以达到Majorana与Dirac的区别。
2017-10-30 hep-ex hep-ph
Neutrino Mass Matrix from Seesaw Mechanism with Heavy Majorana Neutrino Subject to Texture Zero and Invariant Under a Cyclic Permutation
我们评估了由跷跷板机制产生的中微子质量矩阵的预测能力,其中重Majorana质量矩阵服从纹理零,并满足太阳中微子混合现象的循环置换不变形式。从重Majorana中微子质量矩阵的八种可能的模式中,我们发现没有一个重Majorana中微子质量矩阵在循环置换下是形式不变的。但是,通过对重Majorana中微子质量矩阵逆的2 × 2子矩阵中至少有一个具有零行列式的附加假设,我们发现重Majorana中微子质量矩阵的8种可能模式中只有2种在循环置换下是不变的.两个不变的重Majorana中微子质量矩阵中的一个可以产生中微子质量矩阵$M_ν$,它可以用来定性地解释太阳和大气中微子的中微子混合现象。
2007-12-13 hep-ph
Search for heavy Majorana neutrinos at future lepton colliders
非零中微子质量可能是标准模型之外的新物理学的信号。为了解释微中微子的质量,我们可以将标准模型推广到右手Majorana中微子的低尺度跷跷板机制中,而重Majorana中微子的干涉中的CP相可以引起CP破坏效应.重Majorana中微子的存在可能导致轻子数破坏过程,轻子数破坏过程可以作为探测重Majorana中微子信号的探针。本文主要研究了在W玻色子对产生和稀有衰变过程中,两代重Majorana中微子对$15$ GeV $<m_N<$ $70$ GeV的CP破坏效应.在未来的轻子对撞机上研究W玻色子稀有衰变中的Majorana中微子产生信号及其相关的CP破坏效应是很有价值的。
2022-12-20 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
Lepton Number Violation and W' Chiral Couplings at the LHC
研究了重Majorana中微子N和新的带电规范玻色子W'在LHC上的可观测性。我们强调这两种粒子在产生和衰变过程中的互补性,以明确地确定它们的性质。我们证明了N的Majorana性质可以通过轻子数破坏类号双轻子过程以及极角分布和方位角分布来验证。W'耦合到轻子和夸克的手征性可以由重构坐标系中的极角分布和方位角分布来确定。
2013-02-07 hep-ex hep-ph
On heavy Majorana neutrinos as a source of the highest energy cosmic rays
超越Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止的宇宙线事件对粒子物理和宇宙学提出了巨大的挑战。我们表明,物理学的重马约拉纳中微子,很好地定义了它们的质量,横截面和寿命,可以解释最高能量的宇宙射线的结果,银河湮灭的重中微子冷暗物质粒子。银河核加速器、碰撞的中子星(黑洞)或坍缩物体的冲击波都可以在任意的宇宙距离上产生超高能宇宙射线,作为超过质量阈值的重中微子。我们还对重中微子作为星系晕CDM粒子的DAMA结果进行了评论和分析。
2002-07-11 hep-ex hep-ph hep-th
Probing the Origin of Neutrino Mass: from GUT to LHC
自Majorana经典工作以来,中微子的性质一直是弱相互作用物理的中心问题之一。如果中微子是它自己的反粒子,那么直接的结果就是通过无中微子双β衰变的轻子数破坏。然而,像大型强子对撞机这样的对撞机提供了直接看到同样现象的希望,而且还提供了完成标准模型所需的新粒子的马约拉纳性质。我在这里回顾这些现象的显著特征,然后转向大统一,作为探索相关新物理学规模的一种方式。最小超对称SO(10)理论基本上消除了LHC物理,但自然地导致了大的大气混合角,并在没有任何额外对称性的情况下预言了$θ_{13} \simeq 10^\circ$,与新的T2K和MINOS数据一致。它还保证了R宇称是精确的,从而导致稳定的LSP作为自然的暗物质候选者。另一方面,最小现实SU(5)理论预测轻费米子三重态(低于TeV)是中微子马约拉纳质量的来源。
2011-07-26 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
Three-Body Decays of Heavy Dirac and Majorana Fermions
非零中微子质量意味着存在着超出标准模型的自由度和相互作用。一个强有力的指标,这些可能是大质量中微子的性质:狄拉克费米子与马约拉纳费米子。虽然解决中微子的性质通常与寻找轻子数破坏有关,但还有其他几个特征将Majorana与Dirac费米子区分开来。在这里,我们非常详细地计算了假设的静止重中性轻子衰变为带电轻子和中微子的子体的运动学。我们允许的衰变介导的最一般的四费米子相互作用拉格朗日。我们证明,例如,当子带电轻子有相同的味道或检测器是不敏感的,他们的收费,极化马约拉纳费米子衰变有零向前/向后的不对称性的方向上的中微子(相对于父自旋),而狄拉克费米子衰变可以有大的不对称性。除了研究前向/后向不对称性,我们还探索了三体衰变的全微分宽度。它包含了大量的信息,不仅关于新费米子的性质,而且关于它们衰变背后的相互作用的性质。
2021-08-10 hep-ex hep-ph
Distinguishing Dirac and Majorana Heavy Neutrinos at Lepton Colliders
我们讨论了在未来的轻子对撞机上,在重中性轻子(HNL)的位移顶点搜索中观察轻子数破坏(LNV)的可能性。尽管由于轻子数被不可观测的中微子带走,所以对于主导的产生通道来说,直接检测到LNV是不可能的,但是可以搜索LNV的几个特征。它们包括衰变产物的角分布和光谱以及HNL寿命。我们评论的角度来观察LNV在现实的中微子质量模型,并认为狄拉克与马约拉纳HNL的二分法一般不足以有效地捕捉他们的现象,但这些极端的情况下,仍然代表了定义良好的基准实验搜索。最后,我们提出了准确的分析估计的事件和敏感区域的数量在$Z$极点运行马约拉纳和狄拉克HNL。
2022-12-16 hep-ex hep-ph
Baryogenesis Through Mixing of Heavy Majorana Neutrinos
提出了右手重Majorana中微子混合产生$CP-$非对称宇宙的机制。当这些马约拉纳中微子随后衰变时,产生的轻子多于反轻子。由这种新机制产生的轻子不对称性可以超过任何由直接衰变产生的轻子不对称性几个数量级。在电弱相变中,这种不对称性最终转化为重子不对称性。
1996-07-15 hep-ph
CP violation in lepton-number-conserving processes through heavy Majorana neutrinos at future lepton colliders
本文研究未来轻子对撞机上通过重马约拉纳中微子的轻子数守恒过程中的CP破坏,指出其新观测可为超出标准模型的新物理提供证据。
2023-11-26 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
Heavy lepton pair production at LHC: model discrimination with multi-lepton signals
如果新的轻子存在于接近电弱标度的地方,它们可以通过标准或新的相互作用在LHC中成对产生。我们研究了SM扩展中重轻子对的产生:(i)Majorana或Dirac轻子三重态,如III型跷跷板中出现的轻子三重态;(ii)轻子等差线(N,E)_{L,R};(iii)带电等差线E_{L,R} ;(iv)Majorana或Dirac中微子单线态N和附加的Z'规范玻色子。结果表明,三轻子末态l ~+-l ~+-l ~+是寻找重中微子的黄金通道,它具有小的SM背景,对SU(2)_L表示的三重态、二重态和单重态的Majorana或Dirac中微子都很敏感。对于更高的亮度,在这个最终状态的信号也可以区分轻子三重态与二重态和单线态。重中微子的Majorana或Dirac性质是通过是否存在没有明显能量损失的同号双轻子l+-l+-信号来揭示的。值得注意的是,l+-l+-信号,但有很大的能量丢失是狄拉克三重态的特征,将它们与其他两个具有重狄拉克中微子的模型区分开来。通过对干净的l+l+l-l-最终态的分析,实现了进一步的区分。
2009-12-04 hep-ex 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
MAJOR 1.5 - A Monte Carlo Generator for Heavy Majorana Neutrinos in $ep$ Collisions
蒙特卡罗发生器{ \sc Major} 1.5模拟了在深度非弹性散射中,重Majorana中微子通过轻子混合或“轻”右手$W$ -玻色子(即$e^{\pm} p \rightarrow {N} X \rightarrow{e}^{\pm} W^{\mp} X$或$ν_e Z X$)交换的产生和衰变。本手册中介绍了物理和编程方面的内容。
1996-05-12 hep-ph
Dirac and Majorana heavy neutrinos at LEP II
本文研究了在LEP Ⅱ上探测到单个重狄拉克和马约拉纳中微子的可能性,其中重中微子的质量在$M_N=(\sqrt s/2, \sqrt s)$范围内。我们研究过程$e^+e^- \longrightarrow ν_{\ell} \ell q_i \bar q_j $作为一个明确的签名的重中微子。计算了信号和背景的截面和分布的数值估计,并给出了强子化后末态粒子的蒙特卡罗重建。
2001-09-19 hep-ph
CP Violation and Baryogenesis due to Heavy Majorana Neutrinos
我们分析了重Majorana中微子的非平衡衰变引起的轻生重子的情况,并特别注意了CP破坏。将最近提出的两费米子混合的再确认形式推广到衰变振幅,计算了两个近简并重Majorana中微子混合引起的CP破坏共振现象.数值求解相关的玻尔兹曼方程,我们发现,等单线马约拉纳质量的范围可以从1 TeV的大统一尺度,这取决于机制的CP破坏和/或味结构的中微子质量矩阵假设。简要讨论了有限温度效应和电子电偶极矩及其它低能实验可能产生的限制。
1997-07-03 hep-ph
Heavy Majorana Neutrino Decays and CP-Parity Violation
在左右对称模型的框架下,研究了重Majorana中微子衰变$N\rightarrow e^{\mp} μ^{\pm} n$中CP宇称破坏.对不同质量的中微子和$W_{R}^{\pm}$ -玻色子的CP-不对称性进行了数值估计。指出了在高能对撞机上探测这种现象的可能性。
1995-08-08 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
$Z^\prime$-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
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
Heavy Majorana Neutrinos from $Wγ$ Fusion at Hadron Colliders
矢量玻色子融合过程变得越来越重要,在更高的对撞机能量和探测更大的质量尺度,由于共线对数增强的横截面。在这种情况下,我们重新审视生产的假设重马约拉纳中微子$(N)$在强子对撞机。特别注意的是融合过程$Wγ\rightarrow N\ell^{\pm}$。我们系统地分类的贡献,从一个初始状态的光子在弹性,非弹性和深度非弹性通道。与QCD中NNLO的Drell-Yan产生$q \bar{q}'\rightarrow W^{*}\rightarrow N\ell^{\pm}$的主导通道相比,我们发现在14 TeV LHC(100 TeV VLHC)上,$Wγ$熔合过程在更高尺度上变得相对重要,超过了$m_{N} \sim 1 \text{TeV} \ (770 \text{GeV})$的DY机制.我们调查的包容性重马约拉纳中微子信号,包括QCD修正,并量化标准模型背景在未来的强子对撞机。我们的结论是,与目前允许的混合$| V_{μN}| ^2<6\times 10^{-3}$,$5σ$的发现,可以通过相同的符号dimuon通道$m_N = 530 (1070)$ GeV在14 TeV的LHC(100 TeV VLHC)后,1 ab $^{-1}$。建议,对于$m_N = 500$ GeV和相同的积分光度,可以探测到$1.1\times10^{-3} (2.5\times10^{-4})$级…
2015-02-25 hep-ex hep-ph
Signatures for Majorana neutrinos at hadron colliders
中微子的马约拉纳性质只能通过涉及带电轻子的轻子数破坏过程来实验验证。我们研究了强子对撞机上产生的类$ΔL=2$符号双轻子,以寻找Majorana中微子的信号。我们发现显着的灵敏度共振生产的马约拉纳中微子在10-80 GeV的质量范围内,在目前运行的Tevatron与2 fb $^{-1}$积分亮度,并在10-400 GeV的范围内,在大型强子对撞机与100 fb $^{-1}$。
2006-10-28 hep-ex hep-ph
Further Considerations on the CP Asymmetry in Heavy Majorana Neutrino Decays
在考虑幺正性约束的情况下,导出了重Majorana中微子衰变和散射的热力学方程。玻尔兹曼方程依赖于CP不对称参数,该参数包含自能和顶点校正。在热平衡时,由于CPT定理和么正性约束,没有净轻子不对称性。我们明确地表明,偏离热平衡产生轻子不对称性。
1998-05-22 hep-ph