Systematic decomposition of the neutrinoless double beta decay operator

被引:63
作者
Bonnet, Florian [1 ]
Hirsch, Martin [2 ]
Ota, Toshihiko [3 ,4 ]
Winter, Walter [1 ]
机构
[1] Univ Wurzburg, Inst Theoret Phys & Astrophys, D-97074 Wurzburg, Germany
[2] Univ Valencia, AHEP Grp, Inst Fis Corpuscular, CSIC, Valencia 46071, Spain
[3] Werner Heisenberg Inst, Max Planck Inst Phys, D-80805 Munich, Germany
[4] Saitama Univ, Dept Phys, Saitama 3388570, Japan
基金
日本学术振兴会;
关键词
Beyond Standard Model; Neutrino Physics; LEPTON NUMBER; SUPERSYMMETRY; SUPERFORMULA; LEPTOQUARK; SEARCH; QUARK; DIRAC; MASS; LHC;
D O I
10.1007/JHEP03(2013)055
中图分类号
O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];
学科分类号
摘要
We discuss the systematic decomposition of the dimension nine neutrinoless double beta decay operator, focusing on mechanisms with potentially small contributions to neutrino mass, while being accessible at the LHC. We first provide a (d = 9 tree-level) complete list of diagrams for neutrinoless double beta decay. From this list one can easily recover all previously discussed contributions to the neutrinoless double beta decay process, such as the celebrated mass mechanism or "exotics", such as contributions from left-right symmetric models, R-parity violating supersymmetry and leptoquarks. More interestingly, however, we identify a number of new possibilities which have not been discussed in the literature previously. Contact to earlier works based on a general Lorentz-invariant parametrisation of the neutrinoless double beta decay rate is made, which allows, in principle, to derive limits on all possible contributions. We furthermore discuss possible signals at the LHC for mediators leading to the short-range part of the amplitude with one specific example. The study of such contributions would gain particular importance if there were a tension between different measurements of neutrino mass such as coming from neutrinoless double beta decay and cosmology or single beta decay.
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