利用量子统计性质解读亚eV中微子的马约拉纳属性

中微子是已知唯一可展现马约拉纳属性的基本费米子。根据“实用的狄拉克-马约拉纳混淆定理”，当质量极小时，通过任何运动学检验都无法区分狄拉克中微子与马约拉纳中微子。然而，同样众所周知的是，处于末态的马约拉纳中微子与反中微子必须服从费米-狄拉克统计，无论中微子质量多小。我们提出一种利用量子统计性质搜寻马约拉纳中微子的新方法。我们分析了诸如 $X \to Y \nu \overline{\nu}$（例如 $X \left[ B^0 \right] \to \pi^+ \big( \to \mu^+ \nu_{\mu} \big) \mu^- \overline{\nu}_{\mu} \equiv Y \left[ \mu^+ \mu^-\right] \nu_{\mu} \overline{\nu}_{\mu}$ ）类的“有效”三体衰变，其中 $X$ 和 $Y$ 的四动量由实验已知，从而可推导出中微子和反中微子的四动量。对于马约拉纳中微子，在精心选取的此类过程中，“有效”达尔茨图上的事件分布将在中微子与反中微子交换下完全对称。与无中微子双贝塔衰变或其他破坏轻子数的模式不同，由于量子统计性质，马约拉纳与狄拉克中微子之间的这种区别即使在近乎无质量中微子极限下也依然存在。