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量子统计能帮助区分狄拉克中微子和马约拉纳中微子吗?

高能物理 - 唯象学 2024-03-04 v2 高能物理 - 实验 核理论

摘要

众所周知,由于中微子质量极小,并且在 mν=0m_\nu=0 的极限下,狄拉克中微子和马约拉纳中微子都变为外尔粒子,即不可区分,因此要确定中微子是狄拉克粒子还是马约拉纳粒子是极其困难的。文献中曾有人提出,在产生中微子-反中微子对(如果中微子是狄拉克粒子)或两个中微子(如果它们是马约拉纳粒子)的过程中,量子统计可能有所帮助。这是因为对于马约拉纳中微子,全同粒子的量子不可区分性要求过程的振幅必须对末态中微子的交换进行反对称化,而对于狄拉克中微子则无需进行这种反对称化。有人声称,即使中微子质量任意小但并非精确为零,由此产生的狄拉克和马约拉纳中微子截面之间的差异仍然存在。我们证明,至少在标准模型的框架内,情况并非如此。我们还给出了一个一般性证明,即在标准模型内,在 mν/Em_\nu/E 可忽略不计的极限下,量子统计无助于区分狄拉克和马约拉纳中微子。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.05172,
  title  = {Can quantum statistics help distinguish Dirac from Majorana neutrinos?},
  author = {Evgeny Akhmedov and Andreas Trautner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05172},
  year   = {2024}
}

备注

LaTeX, 20 pages, 2 figures. v2: Notes, references and acknowledgements added. Results and conclusions unchanged