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Leptonische Zerfallsprozesse 101
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Abb. 6.2.: Diagramme des s− und t−Kanals für µ − → e − e + e − .
Detektieren dieser Elektronen und Positronen dient, besteht aus fünf konzentrischen, zylindrischen
Drahtkammern, die von 64 zylindrisch angeordneten Szintillatoren umgeben sind.
Dieser Aufbau befindet sich wiederum in einem Solenoiden, der ein homogenes Magnetfeld
erzeugt. Das Magnetfeld trägt durch seine ablenkende Wirkung auf geladene Teilchen
zur Teilchenidentifizierung und Bestimmung des Impulses bei. Ein Ereignis liegt dann vor,
wenn einerseits mindestens eine Spur eines negativ geladenen und zwei Spuren eines positiv
geladenen Teilchens innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls detektiert werden und
andererseits der gesamte transversale Impuls unterhalb eines bestimmten Maximalwerts
liegt. Die SINDRUM-Kollaboration gibt schließlich die obere Grenze des Verzweigungsverältnisses
für den Leptonzahl-verletzenden Kanal µ → 3e mit BR(µ → 3e) < 1.0 × 10 −12
an [132].
Bestimmung der Zerfallsrate
Bei diesem Prozess handelt es sich um einen Zerfall, der sowohl die Elektron-Leptonzahl
als auch die Myon-Leptonzahl verletzt. Die Gesamtleptonzahl bleibt erhalten. Der hier betrachtete
Zerfall ist in einer Theorie, die durch die Lagrange-Dichte des Standardmodells
beschrieben wird, nicht möglich. Aus diesem Grund wird im Folgenden stets das Betragsquadrat
des neuen Matrixlements bestimmt. In niedrigster Ordnung in der neuen Kopplung
sind solche Diagramme von Interesse, die einen SM-Vertex enthalten, an dem ein Elektron
und ein Positron an ein Z−Boson bzw. Photon koppeln, und einen durch einen der neuen
Operatoren generierten entsprechenden Myon-Elektron-Vertex. Dieser Vertex kann nur von
einem Operator mit der Flavor-Kombination (eµ) bzw. (µe) herrühren.
Da es sich bei den beteiligten Teilchen ausschließlich um geladene Leptonen handelt, tragen
diejenigen Operatoren bei, die einen γ− bzw. Z−Austausch im s− oder t−Kanal
ermöglichen (vgl. Tab. 6.2). Da die beiden auslaufenden Elektronen identische Fermionen
sind, ist ein relatives Vorzeichen der s− und t−Kanaldiagramme zu berücksichtigen. Die