利用电子角关联在无中微子双贝塔衰变中探测新物理

本文使用轻子和强子带电流的一般 Lorentz 不变有效 Lagrangian，给出了无中微子双贝塔衰变 ($0\nu2\beta$) 中发射电子的角关联。我们表明，角关联 $d\Gamma/d\cos \theta \propto (1-K\cos \theta)$ 中的系数 $K$ 本质上独立于核矩阵元模型，并假设这些核中的 $0\nu2\beta$ 衰变仅由轻 Majorana 中微子 $\nu_M$ 诱导，给出了五种感兴趣核 ($^{76}{Ge}$、$^{82}{Se}$、$^{100}{Mo}$、$^{130}{Te}$ 和 $^{136}{Xe}$) 的数值。考虑到核子反冲、出射电子的 $S$ 波和 $P$ 波以及电子质量的影响，计算得出该系数在 $K=0.81$（对于 $^{76}{Ge}$ 核）到 $K=0.88$（对于 $^{82}{Se}$ 和 $^{100}{Mo}$ 核）之间变化。$K$ 值偏离此处推导的值将表明除了轻 Majorana 中微子外还存在新物理 (NP)，我们针对 $^{76}{Ge}$ 核推导了几种 $\nu_M + {NP}$ 情景下的角系数。作为 $0\nu2\beta$ 可观测量（半衰期 $T_{1/2}$、系数 $K$ 和有效 Majorana 中微子质量 $|< m>|$）与底层 NP 模型参数之间关联的说明，我们分析了左右对称模型，同时考虑了当前对右手 $W_R$ 玻色子质量和左右混合参数 $\zeta$ 的现象学界限。