未来轻子对撞机上探测 Majorana 中微子的一种潜在方案

Majorana 中微子的存在必然导致轻子数破坏过程，而中微子的 Majorana 性质只能通过轻子数破坏过程在实验上得以验证。我们利用这一特征，提出了一种在未来正负电子对撞机上搜寻 Majorana 中微子的新方法。我们研究了 $\Delta L = 2$ 的同号双轻子产生过程，发现具有不同质心能量的轻子对撞机在轻中微子质量区间或重质量区间的 Majorana 中微子共振产生方面各具比较优势。在未来环形电子-正电子对撞机（CEPC）上，质心能量为 250 GeV、积分亮度为 5 ab$^{-1}$ 时，我们发现对于 5–80 GeV 质量区间内 Majorana 中微子的共振产生，其灵敏度可能比此前 LEP2 或 LHC 上的结果更为显著。在 1 TeV、积分亮度 1 ab$^{-1}$ 的 ILC 上，当中微子质量大于 250 GeV 时，其灵敏度优于 LHC 上的类似过程。