无中微子双贝塔衰变 π⁻→π⁺ee 的长程贡献

无中微子双贝塔衰变若被探测到，将证明中微子是 Majorana 费米子，并为轻子数破坏提供直接证据。若此类衰变在自然界中存在，则 π⁻π⁻→ee 与 π⁻→π⁺ee（或等价地 π⁻e⁺→π⁺e⁻）是可借助第一性原理格点 QCD 计算获得的两个最简单过程。本工作中，我们利用在物理π质量下具有不同体积与格点间距的四个系综，计算了 π⁻→π⁺ee 跃迁振幅的长程贡献。我们采用无限体积重构方法来控制由（近似）无质量中微子引起的有限体积效应。为手征微扰论提供格点 QCD 输入后，我们得到低能常数 $g_\nu^{\pi\pi}(m_\rho)=-10.89(28)_\text{stat}(74)_\text{sys}$，其接近于由交叉道 π⁻π⁻→ee 衰变确定的 $g_\nu^{\pi\pi}(m_\rho)=-11.96(31)_\text{stat}$。