轻与重 Majorana 中微子带电流相互作用之间的关联

中微子振荡的证据表明，三种中微子味 ($\nu_e, \nu_\mu, \nu_\tau$) 必须具有不同的质量本征态 ($\nu_1, \nu_2, \nu_3$)。产生微小 $\nu_i$ 质量的最流行想法是在标准模型中引入三个重 Majorana 中微子 $N_i$ ($i = 1, 2, 3$) 并实施跷跷板机制 (seesaw mechanism)。在此方法中，出现在 $\nu_i$ 带电流相互作用中的中微子混合矩阵 $V$ 不是幺正的，且 $V$ 的幺正性破坏强度与描述 $N_i$ 带电流相互作用强度的矩阵 $R$ 相关联。我们提出了 $V$ 与 $R$ 之间关联的显式参数化，用九个旋转角和九个相位角表示，这些参数可以在精密中微子振荡实验中测量或受限，并通过探索 $N_i$ 在 LHC 和 ILC 上可能的信号来约束。考虑了两种特殊但可行的情景以说明简化的 $V$-$R$ 关联：具有两个重 Majorana 中微子的 Type-I 跷跷板模型，以及具有一个重 Majorana 中微子和一个 Higgs 三重态的 Type-II 跷跷板模型。还讨论了 $R \neq 0$ 对低能中微子现象学的影响。特别是，我们证明了 $V$ 的非幺正性可能在短基线或中等基线下导致 $\nu_\mu \to \nu_\tau$ 与 $\bar{\nu}_\mu \to \bar{\nu}_\tau$ 振荡之间产生显著的 CP 破坏不对称性。