如何解释无中微子双贝塔衰变 $0\nu 2\beta$ 的发现或零结果

大质量中微子的马约拉纳性质将在下一代无中微子双贝塔($0\nu 2\beta$)衰变实验中被关键性地探测。该过程的有效质量项 $\langle m\rangle^{}_{ee}$ 可能受到新物理的污染。因此，在可预见的未来如何解释 $0\nu 2\beta$ 衰变的发现或零结果绝非易事。本文引入了一种新颖的 $|\langle m\rangle_{ee}^{}|$ 的三维描述，使我们能以透明的方式看到其对最轻中微子质量和两个马约拉纳相位的敏感性。我们考察了若将来某天观测到 $0\nu 2\beta$ 衰变信号，$|\langle m\rangle_{ee}^{}|$ 的自由参数能在多大程度上被良好约束。为充分探索轻子数破坏，计算了所有六个有效马约拉纳质量项 $\langle m\rangle_{\alpha\beta}^{}$ (对于 $\alpha, \beta = e, \mu, \tau$) 并用二维等高线图展示了它们的下界。还以模型无关的方式讨论了可能的新物理对 $0\nu 2\beta$ 衰变的影响。我们发现，在标准三味方案中，受新物理效应修正的正常(或倒序)中微子质量排序情形下的 $|\langle m\rangle_{ee}^{}|$ 结果，可能在某种程度上模仿倒序(或正常)质量排序情形下的结果。因此，对 $0\nu 2\beta$ 衰变发现或零结果的恰当解释可能需要来自其他一些测量的额外信息。