МАЙОРОН

МАЙОРОН

(символ М°) - гипотетич. нейтральная, псевдоскалярная (со спином О и отрнцат. внутр. чётностью) частица с нулевой массой, преим. взаимодействующая с нейтрино майорановского типа. M. был введён в теорию в 1980 в работе [1] как голдстоуновский бозон, возникающий при спонтанном нарушении симметрии лептонного числа. В результате этого нарушения нейтрино приобретают массы (становятся майорановскими) и появляются взаимодействия, изменяющие лептонное число на два.

Связь M. с нейтрино описывается членом лагранжиана где h- безразмерная константа, V_L- оператор поля левого нейтрино (черта означает дираковское сопряжение, индекс с- зарядовое сопряжение, э. с. - эрмитово-сопряжённый член). При испускании или поглощении M. нейтрино переходят в антинейтрино , и наоборот. Взаимодействия M. с заряж. лептонами и кварками сильно подавлены; они возникают в высших порядках теории возмущений и (или) в результате смешивания M. с нейтральными Хиггса бозонами. Из-за аксиальной структуры связей M. обмен M. в веществе приводит, как можно показать, к потенциалу V(r)~ r^-3 с очень малой константой. M. может приобретать малую массу вследствие дополнит, взаимодействий, явно нарушающих лептонноо число [2].

Свойства взаимодействий M. существенно зависят от структуры теории, и прежде всего от величины слабого изоспина M. (см. Изотопический спин). В моделях с синглетным M. [1] все связи M., за исключением связей с правыми (стерильными) нейтри-

но (VH), сильно подавлены. Такой M. может ассоциироваться с т. н. невидимым (invisible) аксионом. В моделях с триплетным M. [3] M. непосредственно взаимодействует с левыми нейтрино и предсказываемые эффекты могут быть на уровне чувствительности совр. экспериментов. Наиб, важные процессы с участием M. и их следствия таковы.

1) Майоронные распады нейтрино:, где - более лёгкая компонента, могут иметь времена, много меньше возраста Вселенной, и, следовательно, устранять космологич, ограничение на массы нейтрино.

2) Майоронный двойной бета-распад:

(M. испускается виртуальным нейтрино, рождающимся и поглощающимся в ядре) [4]. Отрицат. результаты поиска такого распада ограничивают константу Полулептонные распады p- и К-мезонов, (где l- лептон), дают более слабое ограничение:

3) Фоторождение M.: приводит к дополнит, охлаждению звёзд, поскольку M. свободно выходят из их внутр. областей [4]. Наблюдат. данные по красным гигантам и сверхновой CH 1987А с учётом этого обстоятельства дали верхний предел для вакуумного ожидания скалярного поля, нарушающего леп-тонное число.

4) Майоронный распад Z°-бoзонa: где Н° - хиггсовский скаляр, в модели триплетного M. при ( т - масса) имеет парциальную ширину, вдвое большую, чем ширина нейтринного распада. Результаты измерения полной ширины Z⁰ на -коллайдерах исключают такой дополнит, вклад в ширину, а, значит, и само существование триплетного M.

5)Аннигиляция нейтрино в M.: при приводит к частичному или полному исчезновению массивных реликтовых нейтрино. Наряду с аннигиляцией процессы рассеяния и индуцированные распады в плотном веществе, , могут существенно повлиять как на динамику гравитац. коллапса звёзд, так и на формирование нейтринного импульса, его энергетику и длительность. В рамках суперсимметричного обобщения теории (см. Суперсимметрия )предложена модель с дублетным M.[7]. В этом случае M. является суперсимметричным партнёром нейтрино. Майоронные v-распад и двойной бета-распад происходят с испусканием одновременно двух M., напр.

Эксперим. наблюдение эффектов, связанных с M., свидетельствовало бы о ненулевых массах нейтрино, и наоборот, обнаружение у нейтрино масс, превышающих космологич. ограничение, явилось бы указанием на существование M.

Лит.: 1)Chikashige Y., Mohapatra R. N., Peccei R. D., Spontaneously broken lepton number and cos-mological constraints on the neutrino mass spectrum, "Phys. Rev. Lett.", 1980, v. 45, p. 1926; и х же, Are the real goldstone bosons associated with broken lepton number?, "Phys. Lett.", 1981, v. 98 B, p. 265; 2) Смирнов А. Ю., Насколько тяжелы нейтрино?, "Ядерная физика", 1981, т. 34, в. 6, с. 1547; 3) Gelmini G. В., Roncadelli M., Left-handed neutrino mass scale and spontaneously broken lepton number, "Phys. Lett.", 1981, v. 99 B, p. 411; 4) Geоrgу H., Glashоw S. L., Nussinov S., Unconventional model of neutrino masses, "Nucl. Phys.", 1981, y. 193 B, p. 297; 5) Caldwell D. O. ц др., Limits on neutrinoless bb decay including that with majoron emission, "Phys. Rew. Lett.", 1987, y. 59, p. 419; Elliot S. R., Hahn А. А., Мое M. K., Limit on neutrinoless double-beta decay with majoron emission in ⁸²Se, там же, р. 1649; 6) Grifоls J. А., Massо E., Peris S., Majoron couplings to neutrinos and SN 1987 A, "Phys. Lett.", 1988, v. 215 B, p. 593; 7) Santamaria A., Valle J. W. F., Supersymmetric majoron signatures and solar neutrino oscillations, "Phys. Rev. Lett.", 1988, v. 60, p. 397. А. Ю. Смирнов.

MAKЛOPEHA РЯД - частный случай Тейлора ряда.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.