PDF - THEP Mainz

80 6.1 Die Myon-Lebensdauer
Vergleich mit Messungen zu Leptonzahl-verletzenden Moden
Operator Kopplung Flavor Endzustand
O ll(1) |α| ∼
< 0.990 . . . 1.36 (µeee), (eµee), (eeµe), (eeeµ) e − ν e¯ν e
|α| ∼
< 0.495 . . . 0.680 (eµeµ), (µeµe) e − ν e¯ν µ
|α| ∼
< 0.990 . . . 1.36 (eµeτ), (τeµe), (eτeµ), (µeτe) e − ν e¯ν τ
O ll(3) |α| ∼
< 0.990 . . . 1.36 (µeee), (eµee), (eeµe), (eeeµ) e − ν e¯ν e
|α| ∼
< 0.495 . . . 0.680 (eµeµ), (µeµe) e − ν e¯ν µ
|α| ∼
< 0.990 . . . 1.36 (eµeτ), (τeµe), (eτeµ), (µeτe) e − ν e¯ν τ
O le |α| ∼
< 1.98 . . . 2.72 (eeµe), (eµee) e − ν e¯ν e
|α| ∼
< 1.98 . . . 2.72 (µeµe), (eµeµ) e − ν e¯ν µ
|α| ∼
< 1.98 . . . 2.72 (eµeτ), (τeµe) e − ν e¯ν τ
Tab. 6.8.: LNV-Myon-Zerfall: Ausschlussgrenzen für die Kopplungen der Operatoren O ll(1) ,
O ll(3) und O le bei Λ = 1 TeV in Abhängigkeit von dem Michel-Paramter (ρ = 0.0 . . . 0.75, siehe
Text).
Für den Leptonzahl-verletzenden Kanal µ − → e − ν e¯ν µ liegen direkte Messungen vor. Die
in [36] zitierte, genaueste Bestimmung von Γ(µ − → e − ν e¯ν µ )/Γ < 1.2% wurde 1993 durch
das E645-Experiment am LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) durchgeführt
[123]. Diese Genauigkeit liegt oberhalb der Unsicherheit der theoretischen Voraussage der
Myon-Lebensdauer (6.8) und führt deshalb zu schwächeren Abschätzungen als den von uns
bestimmten.
Der KARMEN-Kollaboration (Karlsruhe Rutherford Medium Energy experiment) gelang
2003 eine Messung des Verzweigungsverhältnisses BR(µ + → e +¯ν (−) e ν ) [139]. Die Spallationsquelle
ISIS am Rutherford Laboratory stellt Protonen mit einer Energie von 800 MeV
zur Verfügung, die auf ein target treffen und dort positiv und negativ geladene Pionen produzieren,
deren Zerfallsprodukte Myonen und Neutrinos sind. Detektiert werden aus dem
Zerfall µ + → e +¯ν (−)
e ν das Positron und das Elektron-Antineutrino. Stimmen gewisse energetische
Eigenschaften und der zeitliche Ablauf mit den Triggerbedingungen überein, liegt
ein Positronereignis vor. Des weiteren muss der Neutrinodetektor, bestehend aus einem 56t-
Szintillations-Kalorimeter aus Mineralöl, ein gegenüber einer Positronsignatur verspätetes
γ-Signal registrieren, das durch eine CC-Reaktion des Elektron-Antineutrinos und eines
Protons mit anschließendem thermalem Neutroneneinfang mit Gammaemission stammt.
Das zweite Neutrino aus dem Myonzerfall bleibt unbeobachtet, deshalb kann nicht eindeutig
geklärt werden, ob es sich dabei um ein Teilchen oder Antiteilchen handelt, noch welchen