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
Laser photons acquire circular polarization by interacting with a Dirac or Majorana neutrino beam
结果表明，由于中微子的左手性和规范耦合的宇称破坏，线偏振光通过与中微子相互作用而获得圆偏振。通过计算激光光子与狄拉克或马约拉纳中微子束相互作用的线偏振和圆偏振的比值，我们得到了狄拉克中微子情况下的这一比值，它比马约拉纳中微子情况下的比值小两倍。在此基础上，讨论了在地面实验室利用先进的激光装置和T2K中微子实验测量激光束与中微子束相互作用的圆偏振的可能性。这可能是一个额外的和有用的方式来获得一些洞察中微子的物理，例如他们的狄拉克或马约拉纳性质。
2014-03-14 hep-ph
Majorana Neutrinos and Long Range Forces
我们建立了一对马约拉纳中微子的交换介导的力量不同于那些由于狄拉克中微子交换。
1996-07-23 hep-ph
Final taus and initial state polarization signatures from effective interactions of Majorana neutrinos at future $e^{+}e^{-}$ colliders
我们研究了未来的$e^{+}e^{-}$对撞机在轻子数违反通道$e^{+}e^{-}\rightarrow l^{+} l^{+}+ 4 jets$中解开不同的新物理对产生重无菌Majorana中微子的贡献的可能性，用$l=e, μ, τ$。这是完成调查的最终反τ极化尾迹和初始光束偏振信号的有效运营商的依赖性与不同的狄拉克-洛伦兹结构有助于马约拉纳中微子的生产和衰变，参数化新的物理从更高的能量尺度。我们发现这两种分析可以很好地解开可能的矢量和标量运营商的贡献。
2019-03-23 hep-ph
Angular and polarization trails from effective interactions of Majorana neutrinos at the LHeC
我们研究了LHeC装置对轻子数违反通道$e^{-}p\rightarrow l_{j}^{+} + 3 jets$（$l_j\equiv e ,μ$）中产生重无菌Majorana中微子的不同新物理贡献的可能性。这是为了研究具有不同Dirac-Lorentz结构的有效算符的角轨迹和偏振轨迹，这些结构有助于Majorana中微子的产生，它从更高的能量尺度参数化新物理。我们研究了末态反轻子角分布的不对称性和初始电子极化对矢量和标量有效相互作用产生的信号事件数的影响，发现这两种分析都能很好地分离它们的贡献。
2018-05-04 hep-ph
Dark Transition Magnetic Moments of Majorana Neutrinos Mediated by a Dark Photon
School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University（北京大学物理学院和核物理与技术国家重点实验室）
本文提出通过暗光子介导的暗sector框架生成宏观过渡磁矩，利用标量辐射环产生 chirally 增强的暗磁矩，并通过实验约束揭示高能探测在排除直接太阳中微子限制中的主导作用。
2026-03-26 hep-ph
$e^- e^-$ Collisions Mediated by Composite Neutrinos
在Majorana中微子交换机制中，轻子数破缺过程$e^- e^- \to W^- W^-$已被广泛讨论。在这里，我们讨论了这个过程中的复合中微子模型，激发马约拉纳中微子交换。我们发现了与中微子交换情况不同的几个性质的特征：（1）没有产生纵向极化的$W$，（2）无中微子双β衰变没有太大的约束，预计会有大得多的截面，（3）CP破坏相可能会被探索，因为所有受激中微子都很重，因此预计它们之间会有大的混合。
1998-04-07 hep-ph
Nuclear muon-positron conversion mediated by Majorana neutrinos
研究了轻重Majorana中微子交换所介导的μ子-正电子转换的轻子数破坏过程。在重整化质子-中子准粒子无规相近似的框架下，对实验上感兴趣的~（48）Ti核进行了原子核结构计算。我们证明了轻Majorana中微子交换机制振幅的虚部对μ子-正电子转换率有明显的贡献。在类似的无中微子双β衰变的情况下，这种特性是不存在的。利用现有的中微子振荡、氚β衰变、加速器和宇宙学数据，导出了轻<m>μe和重<M_N^{-1}> μe中微子的有效质量极限。对应于这些极限的μ子-正电子核转换的预期速率被发现是如此之小，以至于即使在遥远的未来，μ子-正电子转换实验也很难检测到中微子信号。因此，寻找这种LNV过程只能依赖于某些物理的存在，而这些物理超出了标准模型通过包含大量马约拉纳中微子而进行的微不足道的扩展。
2004-12-07 hep-ph nucl-th
Aligning a Majorana fermion's anapole moment with an external current through photon emission mediated by the fermion's generalized polarizabilities
自旋$\frac{1}{2}$马约拉纳费米子唯一的静态电磁性质是它的反极点矩。虽然它们不能与单个实光子耦合，但这些粒子可以通过虚光子与电流相互作用。如果马约拉纳费米子浸入背景电流中，则费米子的自旋态之间存在能量差;更高能量态的阿那极点矩与电流反对齐。在本文中，我们解决的能力，最初未极化马约拉纳费米子系统实现一定程度的极化相对于静态背景电流。在考虑过程中，允许马约拉纳费米子的自旋翻转到较低的能量状态，我们专注于两个不可逆的过程：自发发射的两个真正的光子和发射的一个真正的光子发射的虚康普顿散射。这两个过程都涉及到通过费米子的极化率与光子的耦合。我们计算这些过程的自旋翻转跃迁率使用低能量的哈密顿展开，并构建一个玩具模型来展示这些速率如何依赖于模型中的基本参数。应用这些想法的热暗物质（DM）模型，我们发现，当DM热从标准模型等离子体在早期宇宙中，双光子发射可以忽略不计，但部分偏振的DM介质可以通过虚拟康普顿散射，如果足够的电流存在。
2022-11-14 hep-ph hep-th
Exploring Non-Universal Gauge Mediation
我探索的现象学和规范调解与狄拉克和Majorana高吉诺混合频谱模型。标量sfermion质量是使用超软和最小规范介导的通信机制的混合产生的。我建立简单的模型，狄拉克和马约拉纳gauginos出现从不同的超对称性打破部门。我探讨规范介导的参数空间的现象学，确定候选人NLSP的和可能的质量层次结构。唯象学的焦点是“对撞机安全”模型，其中的胶子是狄拉克。在这个模型空间中，我发现了一系列复杂的超对称谱和衰变链。
2017-12-29 hep-ph
Scattering processes could distinguish Majorana from Dirac neutrinos
众所周知，马约拉纳中微子具有纯粹的轴向中性流相互作用，而狄拉克中微子具有标准的矢量轴向相互作用。尽管有这个重要的差异，狄拉克中微子过程通常与马约拉纳过程有一个与中微子质量成正比的项，导致几乎无法测量这种差异的观测。在目前的工作中，我们表明，一旦中微子的极化演化被认为是狄拉克和马约拉纳散射电子之间有明显的差异。在具有强磁场的天体物理环境中可以实现偏振的改变。此外，我们表明，在非极化中微子散射到极化电子的情况下，这种差异可以是相关的，即使是大的中微子能量值。
2014-08-14 hep-ph
Majorana dark matter and neutrino mass with $S_3$ symmetry
这个模型包括一个最小的扩展标准模型与$S_3$和$Z_2$对称性来解释中微子质量和混合随着暗物质现象。中微子现象进行了探讨，一致的$3 σ$观察振荡参数和非零反应器混合角（$θ_{13}$）得到。$S_3$单重态Majorana中微子与第三代轻子的耦合，给出了与Planck数据一致的正确的残余密度。该模型不允许树级直接探测，因此我们讨论了规范玻色子介导的环级与核的有效相互作用。对轻子味违反稀有衰变模的约束也作了评述。
2019-11-06 hep-ph
Absolute neutrino mass and the Dirac/Majorana distinction from the weak interaction of aggregate matter
2 $ν$介导的力的范围为微米，远远超过原子尺度。有效势由散射振幅的t通道吸收部分建立，并依赖于壳层上的中微子性质。我们证明了中性凝聚物质具有弱电荷，并计算了中性凝聚物质与一定质量中微子相互作用的六个相干电荷矩阵。在势的范围附近，中微子对是非相对论性的，通过不同的r依赖性和违反弱等效原理，导致了可观测的绝对质量和狄拉克/马约拉纳的区别。
2020-01-16 hep-ph
Effects of heavy Majorana neutrinos at lepton-proton colliders
讨论了在现有$ep$对撞机HERA和未来对撞机条件下探测过程$e^+p\to\barν_e\ell^+\ell'^+X$和$ν_ep\to e\ell^+\ell'^+X$（$\ell,\ell'=e,μ,τ$）的前景。这些高能过程被认为是由重马约拉纳中微子（HMN）的交换介导的。我们考虑HMN质谱的两种简单情况：有效单线态（$m_1\ll m_2<m_3...$）和有效双线态（$m_1<m_2\ll m_3...$）。对于后一种情况，截面包括关于CP违反相位的信息。
2005-12-01 hep-ph
Manifest CP Violation from Majorana Phases
我们狩猎和讨论明显的CP违反的影响，这是由马约拉纳阶段介导的。如果标准模型中微子是马约拉纳粒子，这些相就存在。我们认为，虽然马约拉纳阶段确实影响无中微子双β衰变的强度（一个众所周知的事实），他们这样做的方式，涉及没有明显违反CP。提出了CP-镜像过程速率差异的CP-违反现象的条件，并讨论了三个例子：（i）中微子-反中微子振荡;（ii）K和B介子及其反粒子的罕见衰变;（iii）由假设的非常重的右手“跷跷板”中微子衰变产生的轻子不对称。我们还发现，对于简并轻中微子的情况下，明显的CP违反中微子-反中微子振荡的影响消失，虽然口味变化的过渡不。最后，我们对简并右手中微子的轻生现象进行了评述，并将其与中微子-反中微子振荡的情况进行了对比。
2002-11-26 hep-ph
Resonant Majorana neutrino effects in $Δ$L=2 four-body hyperon decays
本文计算了共振马约拉纳中微子介导的三种轻子数破坏超子衰变，并利用 BES-III 等实验的超子产生率给出新重混合参数限制，与相似质量区的介子衰变结果进行比较。
2022-12-07 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
Leptogenesis and composite heavy neutrinos with gauge mediated interactions
轻子生成是解释宇宙中重子不对称性的一个有吸引力的框架。为此，需要超越标准模型的物理学。在本文中，我们研究的可能性，实现成功的leptogenesis与复合马约拉纳中微子。我们的工作框架中的有效规范介导和接触的相互作用，没有任何参考的基础复合理论。这种方法是目前在对撞机上对复合费米子的所有实验搜索中所采用的方法。在规范介导相互作用的情况下，我们计算了重复合中微子衰变的CP不对称性。直接和间接CP不对称性推导和共振leptogenesis也进行了讨论。我们发现，萨哈罗夫条件可以满足，并为一些参数的选择，正确的数量级的重子不对称性再现。
2017-09-29 hep-ph
Influence of CP and CPT on production and decay of Dirac and Majorana fermions
本文分析了极化费米子-反费米子湮灭中狄拉克和马约拉纳费米子的产生和衰变的CP和CPT不变性的后果。我们推导出一般的对称关系的生产自旋密度矩阵和三粒子衰变矩阵，并获得狄拉克和马约拉纳费米子的极化和自旋自旋相关的约束。我们证明，只有马约拉纳费米子的能量和开角分布因式分解正好从生产和衰变的贡献，如果CP是保守的。
2002-04-29 hep-ph
Bounds on effective Majorana neutrino masses at HERA
在HERA对撞机上研究了由Majorana中微子介导的轻子数破坏过程ep \to nu_e l l' X（l l'）=（e tau），（mu tau），（mu mu）和（tau tau）.只考虑τ的μ介子衰变。有效μ介子马约拉纳质量的直接极限< m_{mu mu} >被显著地提高到4.0倍10^3 GeV，并且第一次给出了与τ扇区相关的类似有效质量的直接极限，即4.2倍10^3 GeV< m_{e tau} >，4.4倍10^3 GeV< m_{mu tau} >和2.0倍10^4 GeV< m_{tau tau} >。我们发现，一个更一般的分析升级HERA可以提高这个值的一个因素高达40，但仍然是数量级比间接限制。
2000-03-07 hep-ph
Spin Polarization Type Dependence of the Neutrino Mass and Nature
在考虑了纵、横极化中微子的静止质量、电荷、磁矩、阿那极和电偶极矩的情况下，研究了它们与原子核场的相互作用。这些过程的复合截面结构对任何轻子和大质量Majorana中微子都具有鲜明的特征和普遍性。发现了真中性中微子质量对核与电荷弹性散射的新影响，证明了纵中微子和横中微子在性质和质量上存在根本的Majorana差别。
2013-07-17 hep-ph
Processes that break baryon number by two units and the Majorana nature of the neutrino
我们采用最简单的标量-费米子相互作用模型，与标准模型的规范对称性一致，并且不允许质子衰变，来分析重子数减少两个单位的过程之间可能的联系。在这种情况下，我们将展示如何观察$n$ - ${\bar n}$振荡和特定的核子-反核子转换过程的模式-所有可通过e-d散射-即，从$e^- p \to e^+ {\bar p}$，$e^- p \to {\bar n} {\bar ν}$，$e^- n \to {\bar p} {\bar ν}$和$e^- n \to e^- {\bar n} $中选择将揭示衰变$π^- π^- \to e^- e^-$也必须发生。后者的过程是新的短程物理介导的核中无中微子双β衰变的主要贡献，与轻马约拉纳中微子交换介导的相反。$π^- π^- \to e^- e^-$的存在也揭示了中微子的马约拉纳性质，尽管没有这一推论并不能排除它。
2019-01-31 hep-ph nucl-th
Probing the Majorana neutrinos and their CP violation in decays of charged scalar mesons $π, K, D, D_s, B, B_c$
当今粒子物理学的一些悬而未决的问题涉及中微子部分，特别是是否存在比已知的更多的中微子，以及它们是狄拉克粒子还是马约拉纳粒子。有不同的方法来探索这些问题。在这篇文章中，我们描述了中微子介导的带电赝标介子，如$π^{\pm}$，$K^{\pm}$和$B^{\pm}$的衰变，在额外的中微子是重的，可以在他们的质量壳的情况下。我们讨论这类的半轻子和轻子衰变。我们调查可能的方式使用这些衰变，以区分狄拉克和马约拉纳字符的中微子。此外，我们认为，有显着的可能性检测CP破坏在这样的衰变时，至少有两个几乎简并的马约拉纳中微子参与。后一种情况很好地符合已知的中微子最小标准模型（$ν$ MSM），该模型可以同时解释宇宙的暗物质和重子不对称性。
2015-05-26 hep-ph
CP violation with GeV-scale Majorana neutrino in $Λ_b\to(Λ_c^+, p^+)π^+μ^-μ^-$ decays
本文研究了由两个Majorana不育中微子介导的重子$Λ_b\to(Λ_c^+, p^+)π^+μ^-μ^-$衰变中的CP破坏的可能性。如果有两个在壳层上的Majorana中微子是质量准简并的，且质量差为平均衰变宽度的量级，则可以得到可观的CP不对称性。我们发现，鉴于目前的限制，重轻混合元素$|V_{μN}|$，$Λ_b\to p^+π^+μ^-μ^-$和$Λ_b\to Λ_c^+π^+μ^-μ^-$的衰变率被抑制，但可能在实验范围内的大型强子对撞机。如果搜索的模式进行，然后实验限制率可以转化为马约拉纳中微子质量$m_N$和重轻混合元素平方$|V_{μN}|^2$的约束。我们证明了来自于$|ΔL| = 2$重子衰变对$(m_N, |V_{μN}|^2)$参数空间的约束与来自于其它过程的约束是互补的。
2021-02-04 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
Transition from Majorana to Weyl fermions and anapole moments
在最近的实验中观察到的关于耦合到超导体的纳米线中的马约拉纳费米子的零偏压电导峰的明显分裂，可以解释为从（大质量）马约拉纳到（无质量）外尔费米子的结构转变的表现。为了检验这种现象，提出了一个修改的实验，使求助于唯一可能的电磁相互作用允许（大规模）马约拉纳粒子和介导的他们的anapole时刻。在适当设计的具有环形对称性的异质结构中，额外的阿那普尔相互作用表现为零偏置峰出现所需的临界磁场降低，这种位移可以直接测量，从而揭示马约拉纳（而不是外尔）费米子的存在。Anapole相互作用，虽然以前没有考虑过，也可能是一个强大的方法来控制马约拉纳费米子的动力学，然后在量子计算中操纵量子比特态
2013-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-ph
Arbitrary mass Majorana neutrinos in neutrinoless double beta decay
我们重新研究了无中微子双β（NLDBD）衰变的机制，通过与任意质量mN的重Majorana中微子N交换介导的，与电子中微子稍微混合。通过假设这种机制的主导地位，我们更新了著名的NLDBD-衰变排除图中的质量混合角平面考虑到最近的进展，在准粒子随机相位近似和改进的实验范围内的NLDBD-衰变半衰期的Ge-76和Xe-136的核矩阵元素的计算。我们还考虑了已知的公式近似的mN依赖的NLDBD衰变核矩阵元在一个简单的明确的形式。我们分析其准确性，并指定相应的参数，允许一个容易地计算NLDBD衰变半衰期任意mN的所有实验感兴趣的同位素，而不诉诸真正的原子核结构计算。
2014-11-08 hep-ph nucl-th
Scalar-mediated dark matter model at colliders and gravitational wave detectors -- A White paper for Snowmass 2021
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是近几十年来最受欢迎的粒子暗物质候选者，人们已经知道可以通过直接、间接和对撞机实验对WIMP进行探测。然而，在一些标量介导的DM模型中，直接和间接信号被高度抑制，例如具有马约拉纳DM候选者的轻子门户模型。因此，对撞机搜索被认为是探测这些模型的唯一希望。在这篇白皮书中，我们提出，引力波（GW）天文学也可以作为一个强大的工具，通过潜在的一阶相变GW信号探测标量介导的WIMP模型。一个例子的轻子门户暗物质，显示对撞机和GW探针之间的互补性。
2022-03-18 astro-ph.CO hep-ex 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 or Majorana) neutrinos in purely leptonic decays of leptons
我们研究了轻子$ł^{\prime-}\to l^-\barν_lν_{l^{\prime}}$的纯轻子衰变，以区分狄拉克中微子和马约拉纳中微子。我们利用全同粒子的影响，导出了两种中微子假说的衰变宽度（及相关量）的差异。来自实验数据的证据使得Majorana中微子的假设非常不可能，我们的结果强烈支持Dirac中微子的假设（在标准的三中微子理论中）。此外，我们对衰变宽度的探索可以扩展到轻子的极化角，这将为实验和理论研究提供新的信息。
2022-05-20 hep-ex hep-ph hep-th
Neutrinoless Double Beta Decay in Particle Physics
无中子双β衰变是粒子物理学中一个非常重要的过程。它可以由轻质量的马约拉纳中微子（标准解释）或其他东西（非标准解释）介导。我们回顾了它对中微子参数的依赖性，它与其他对中微子质量敏感的观测量的互补性，并强调了它区分不同中微子质量模型的能力。然后，我们讨论的机制不同，从轻马约拉纳中微子交换，并显示可以从中学到什么，以及如何测试它们。
2010-11-22 hep-ex hep-ph nucl-ex
Hunting for T-violation and Majoranality of Neutrinos in Muon Decays
我们提出了一个新的实验来寻找μ子衰变中的时间反演（T）对称性破缺过程和中微子的多数性。在V+A相互作用的存在下，Majoranality表现为μ子衰变宽度中的T-破坏项，如Doi等人所示，而在标准模型中，这样的T-破坏项小到可以忽略。V+A相互作用和相应的重右手Majorana中微子的存在为解决粒子物理中的两个主要问题--宇宙中重子不对称性的缺陷和中微子的Majoranality提供了重要线索。在实验中，使用由磁化箔和分段量热计组成的偏振计测量了μ子衰变产生的正电子的偏振。根据我们的数值计算的结果，一个因素的改进，T-违反过程的敏感性，预计一年的测量在J-PARC材料和生命科学实验设施，相比，最近的前体实验。
2019-08-05 hep-ex hep-ph
