Il Nuovo Cimento A (1971-1996)

, Volume 44, Issue 2, pp 303–317 | Cite as

μ→eγ: Possible signature of heavy neutral leptons

  • V. Barger
  • D. V. Nanopoulos


The rare decay modes μ→eγ, μ→eγ, K+→π+μe and KL → μe are calculated in a model in which two heavy neutral leptons (M0, E0) have right-hand couplings to both muons and electrons. FormE=0.5 andmM=2.0 GeV we find B(μ→eγ)=1.3·10-9δ2,B(K+→π+μ+e-)=5.8·10-14δ2 andB(KL→μ+e-) = 4.8·10-12δ2, where σ=sin 2ω specifies the E0, M0 mixing. We verify that present limits on μe universality are not violated. We present expected production and decay characteristics of the new leptons, and discuss experimental possibilities for observation of gross electron and muon number violations.

μ → eγ: возможная сигнатура тяжелых нейтральных лептонов


Вычисляются редкие моды распадов μ → eγ, μ→eγ, K+→π+μe и KL→μe в модели, в которой два тяжелых нейтральных лептона (M0, E0) имеют правостороннюю связь и с мюонами и с электронами. ДляmE=0.5 иmM=2ГэВ мы находим B(μ→eγ)=1.3·10-9δ2,B(K+→π+μ+e-)=5.8·10-14δ2 иB(KL→μ+e-) = 4.8·10-12δ2, где σ=sin 2ω определяет E0, M0 смешивание. Мы проверяем, что существующие пределы на μ-e универсальность не нарушаются. Мы приводим результаты для ожидаемого рождения и характеристик распадов новых мезонов. Обсуждаются экспериментальные возможности для наблюдения нарушений суммарного числа электронов и мюонов.


Si calcolano i modi rari di decadimento μ → eγ, μ→eγ, K+→π+μe e KL → μe in un modello in cui due leptoni neutri pesanti (M0, E0) hanno accoppiamenti a destra rispetto sia ai muoni che agli elettroni. PermE=0.5 emM=2 GeV si trova ,B(μ→eγ)=1.3·10-9δ2,B(K+→π+μ+e-)=5.8·10-14δ2 eB(KL→μ+e-) = 4.8·10-12δ2, dove σ=sin 2ω specifica la mescolanza tra E0 e M0. Si verifica che non siano violati i presenti limiti sull'universalità di μe. Si presentano le caratteristiche di produzione e di decadimento dei nuovi leptoni e si discutono le possibilità sperimentali per l'osservazione di violazioni grossolane del numero muonico e elettronico.


Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.


  1. (1).
    See, for example, the discussion and references inV. Barger andD. V. Nanopoulos:Phys. Lett.,63 B, 168 (1976);Nucl. Phys.,124 B, 426 (1977).ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. (2).
    P. E. G. Baird, M. W. S. M. Brimicombe, G. J. Roberts, P. G. H. Sandars, D. N. Stacey, E. N. Fortson, L. Lewis, E. G. Lindahl andD. C. Soreide:Nature,264, 528 (1976).ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. (3).
    T. P. Cheng andL-F. Li:Phys. Rev. Lett.,38, 381 (1977).ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. (4).
    H. Williams: invited talk atBrookhaven Conference (1976).Google Scholar
  5. (5).
    S. T. Petcov: Dubna preprint E2-10176.Google Scholar
  6. (6).
    P. Fayet:Nucl. Phys.,78 B, 14 (1974).ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. (7).
    J. Bjorken, K. Lane andS. Weinberg: SLAC PUB-1925 (1977).Google Scholar
  8. (8).
    J. Kim:Phys. Rev. D,14, 3000 (1976).ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. (9).
    R. Schrock:Phys. Rev. D,9, 743 (1974);S. Y. Pi andJ. Smith:Phys. Rev. D,9, 1498 (1974);R. Bertlmann, H. Grosse andB. Lautrup:Nucl. Phys.,73 B, 523 (1974);M. A. Ahmed andG. G. Ross:Phys. Lett.,59 B, 293 (1975);N. Vasanti:Phys. Rev. D,13, 1889 (1976).ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. (10).
    S. Parker, H. L. Anderson andC. Rey:Phys. Rev.,133, B 768 (1964).ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. (11).
    K. Fujikawa andN. Kawamoto: INS Report 248 (1975).Google Scholar
  12. (12).
    M. Gaillard andB. Lee:Phys. Rev. D,10, 897 (1974);D. V. Nanopoulos andG. G. Ross:Phys. Lett.,56 B, 279 (1975).ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. (13).
    J. Ellis, M. K. Gaillard andD. V. Nanopoulos:Nucl. Phys.,109 B, 213 (1976);E. Poggio andH. Schnitzer:Phys. Rev. D,15, 1973 (1977).ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. (15).
    J. Bjorken andC. H. Llewellyn Smith:Phys. Rev. D,7, 887 (1973);K. Fujikawa:Phys. Lett.,62 B, 176 (1976).ADSCrossRefGoogle Scholar
  15. (16).
    A. Pais andS. Treiman:Phys. Lett.,35, 1206 (1975);L. Baulieu:Nucl. Phys.,122 B, 100 (1977).CrossRefGoogle Scholar
  16. (17).
    R. Chan andG. Kane: Michigan preprint (1977).Google Scholar
  17. (18).
    J. Bjorken andS. Weinberg:Phys. Rev. Lett.,38, 622 (1977).ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1978

Authors and Affiliations

  • V. Barger
    • 1
  • D. V. Nanopoulos
    • 1
  1. 1.Physics DepartmentUniversity of WisconsinMadisonUSA

Personalised recommendations