τ中微子的“可见”衰变模式

我们分析了质量约为 $m_{\nu_\tau}$ 的重中微子 $\nu_\tau$ 的“可见”衰变模式，即衰变产物包含带电轻子或光子的模式，并研究了这些模式所受到的约束。具体而言，我们考虑了衰变 $\nu_\tau\rightarrow\nu^\prime\, e^+e^-$ 和 $\nu_\tau\rightarrow\nu^\prime\,\gamma$，其中 $\nu^\prime$ 是轻中微子。BEBC 束流倾倒实验对这些模式提供了模型无关的约束。衰变 $\nu^\prime\, e^+e^-$ 模式的寿命被限制为 $\tau_{\nu^\prime\, e^+e^-} \ge 0.18~(m_{\nu_\tau}/MeV)~sec.$ 我们指出，同一实验对 $\nu^\prime\,\gamma$ 模式也给出了类似的约束。这导致对 $\nu_\tau$ 的跃迁磁矩有了新的上限，$\mu_{\rm tran} \le 1.1 \times 10^{-9} (MeV/m_{\nu_\tau})^2 \mu_B$。此外，还可以得到 $\nu_\tau$ 电荷的上限，$Q_{\nu_\tau} \le 4 \times 10^{-4}e$。将这些约束与超新星观测和原初核合成计算得出的约束相结合，我们表明这些“可见”衰变不可能是 τ 中微子的主要衰变模式。