中微子质量模型中的长寿命重粒子

在电弱规模上产生马约拉纳中微子质量的标准模型的所有扩展都引入了一些重的介体，即费米子和/或标量，与轻子弱耦合。 在这里，“重”是指质量范围介于几百个GeV到大约2 TeV之间，以便可以在大型强子对撞机中搜索这些粒子。 我们针对几种不同的树级中微子质量模型研究这些介体的衰减宽度。 我们考虑的模型范围从最简单的d = 5跷跷板到d = 11中微子质量模型。 对于每个模型，我们确定参数空间中最有趣的部分，其中重的介体场寿命特别长，并且可以通过实验可测量的衰减长度进行衰减。 必须根据费米子或标量是较轻的重粒子来区分两种不同的情况。 对于费米子，我们发现衰变长度与整体中微子质量尺度的倒数相关。 因此，由于不存在对最轻的中微子质量的下限，因此对于费米重粒子较轻的情况，可以获得几乎任意长的衰减长度。 另一方面，对于带电标量，这些模型中的衰减长度存在最大值。 该最大值取决于模型和所考虑的标量的电荷，但最多可以为几毫米量级。 有趣的是，与模型无关，该最大值始终出现在参数空间的一个区域中，在该区域中，轻子和规范玻色子的最终状态具有相似的分支比，即，可以观察到轻子数违反标量衰变的最终状态。