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ββ 衰变的多重 CP 破坏机制与核矩阵元素差异显著的原子核

高能物理 - 唯象学 2015-06-12 v2

摘要

我们研究了利用核矩阵元素 (NMEs) 差异显著的原子核的 ββ 衰变半衰期数据,来区分诱导无中微子双 β 衰变的不同 CP 破坏机制对的可能性。所研究的机制包括:轻 Majorana 中微子交换、重左手 (LH) 和重右手 (RH) Majorana 中微子交换、具有 R 宇称破坏的 SUSY 理论中导致“主导胶微子交换”和“标夸克-中微子”机制的轻子电荷破坏耦合。考虑的原子核为 76^{76}Ge、82^{82}Se、100^{100}Mo、130^{130}Te 和 136^{136}Xe。分析中采用了在自洽重整化准粒子无规相位近似 (SRQRPA) 框架内导出的这五种核衰变的四组核矩阵元素 (NMEs)。虽然对于所讨论的五种单一机制,76^{76}Ge、82^{82}Se、100^{100}Mo 和 130^{130}Te 的 NMEs 差异相对较小,任意两个核的 NMEs 相对差异不超过 10%,但 136Xe^{136}Xe 的 NMEs 与 76^{76}Ge、82Se^{82}Se100^{100}Mo 和 130^{130}Te 的 NMEs 差异显著,约小 (1.32.5)\sim (1.3 - 2.5) 倍。原则上,这允许从 136Xe^{136}Xe 以及至少一个(两个)其他同位素(例如 76^{76}Ge、82^{82}Se、100^{100}Mo 和 130^{130}Te 中的任意一个)的半衰期数据,推断可能诱导 ββ 衰变的非干涉(干涉)机制对。根据所考虑的机制集合,该推断可以独立于或依赖于分析中使用的 NMEs。文中还探讨了 EXO 对 136Xe^{136}Xe 半衰期下限对该研究问题的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.1212.1331,
  title  = {Multiple CP Non-conserving Mechanisms of $\betabeta$-Decay and Nuclei with Largely Different Nuclear Matrix Elements},
  author = {A. Meroni and S. T. Petcov and F. Simkovic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1212.1331},
  year   = {2015}
}

备注

Version to be published in JHEP. 28 pages, 13 figures, 6 tables, references added. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1103.2434