Heavy Neutrino-Antineutrino Oscillations at the FCC-ee

Desde a década de 70, o Modelo Padrão (SM) da física de partículas assegurou uma descrição precisa da interação eletrofraca e da força nuclear forte. No entanto, a deteção de oscilações de neutrinos leves entra em conflito com a falta de termos de massa de neutrinos nesta teoria. A extensão da mesma a neutrinos estéreis pode corrigir o problema através do mecanismo seesaw tipo I.

Os modelos seesaw testáveis em colisores são geralmente protegidos por uma simetria semelhante ao número leptónico, fazendo com que leptões neutros pesados (HNLs) apareçam como pares neutrino-antineutrino pseudo-Dirac.
Tal como os mesões neutros, estes podem oscilar entre estados de partícula-antipartícula, provocando a violação do número leptónico (LNV). Recentemente, a análise de Monte Carlo demonstrou que o Grande Colisor de Hadrões (LHC) é capaz de investigar este fenómeno.


Colisores de leptões, como o Futuro Colisor Circular de e+e- (FCC-ee), serão cruciais na procura de neutrinos long-lived. Este trabalho discute a sua capacidade no estudo de LNV através de oscilações de neutrinos-antineutrinos pesados (NNOs). Para tal, demonstrou-se que distribuições de observáveis, como a assimetria forward-backward dos HNLs e o momento dos respetivos produtos de decaimento, desenvolvem dependência oscilatória no tempo de vida dos HNL.


Estes sinais, possivelmente resolúveis para HNLs long-lived, contêm informação sobre a geração de massa de neutrinos e permitem a descoberta de LNV. Mesmo quando não são diretamente observáveis, estas propriedades podem ser investigadas através das distribuições integradas no tempo. Os resultados mostram que NNOs devem-se incluir nas simulações de HNLs no FCC-ee.