通过镜像世界实现中子-反中子振荡的可能捷径

现有的中子-反中子质量混合上限 $\epsilon_{n\bar n} < {\rm few} \times 10^{-24}$ eV，对 $n - \bar n$ 跃迁概率施加了严苛的上限 $P_{n\bar n}(t) < (t/0.1 ~{\rm s})^2 \times 10^{-18}$ 左右，其中 $t$ 为中子飞行时间。此处我们提出一种 $n- \bar n$ 跃迁的新机制，其并非由直接质量混合 $\epsilon_{n\bar n}$ 诱导，而是由中子与假想态镜像中子 $n'$ 及镜像反中子 $\bar{n}'$ 的混合所介导。后者可大到 $\epsilon_{nn'}, \epsilon_{n\bar{n}'} \sim 10^{-15}$ eV 左右，且不违背当前实验极限与核稳定性界限。$n-n'$ 与 $n-\bar{n}'$ 跃迁的概率 $P_{nn'}$ 与 $P_{n\bar{n}'}$ 依赖于镜像 sector 中的环境条件，并可通过施加适当大小的磁场而共振放大。这开启了 $n-\bar n$ 跃迁的可能性，其概率 $P_{n\bar n} \simeq P_{nn'} P_{n\bar{n}'}$ 可达 $\sim 10^{-8}$ 甚至更大。为在真实实验中找到此效应，磁场不应被抑制而应当适当变化。这些混合可由数 TeV 尺度上的新物理诱导，其也可能源自普通与镜像 sector 间一种新的低尺度共重子生成机制。