Decaimientos beta doble exóticos

Abstract

Analizamos los decaimientos beta doble exóticos sin emisión de neutrinos, con (ββ_M) y sin emisión de majorón (ββ_0ν) que son las potenciales ventanas hacia la nueva física más allá del modelo estándar de las interacciones electrobébiles. A saber: (i) Presentamos una derivación de la probabilidad de decaimiento (ββ_0ν) especialmente adaptada para los cálculos de estructura nuclear. Mostramos que la expansión de Fourier- Bessel de las corrientes hadrónicas, junto con el reacoplamiento de impulsos angulares, lleva a expresiones finales muy simples para los factores de forma nucleares. El formalismo desarrollado es aplicado a los núcleos ⁴⁸Ca, ⁷⁶Ge, ⁸²Se, ¹⁰⁰Mo, ¹²⁶Te y ¹³⁰Te, dentro del modelo de fases al azar para cuasipartículas. Obtenemos las expresiones analíticas explícitas en el modelo de un solo nivel para el decaimiento (ββ_0ν) de ⁴⁸Ca. Estas son útiles tanto para verificar los cálculos numéricos como para estudiar analíticamente la consistencia con otros formalismos. Deducimos límites sobre los términos que violan el número leptónico en el Hamiltoniano débil. (ii) Examinamos en detalle las predicciones del modelo de ”majoron cargado” introducido por Burgess y Cline. Las probabilidades de transición calculadas son mucho más pequeñas que los límites experimentales superiores sobre posibles emisiones de majorón, excepto en una pequeña región del espacio de parámetros del modelo. (iii) Estudiamos la posible competencia de los procesos exóticos con el decaimiento beta doble estándar con dos-neutrinos (ββ_2ν) Discutimos la contribución de términos de orden superior en el Hamiltoniano débil. Concluimos que es muy poco probable que sus efectos dificulten la detección de los decaimientos exóticos.