Hay dos situaciones en las que se pueden producir fermiones de Majorana en colisionadores de partículas:
- Los neutrinos son partículas de Majorana, en cuyo caso estamos produciendo muchos fermiones de Majorana cada segundo.
- Existen nuevas partículas, no en el Modelo Estándar, que son fermiones Majorana.
Si los neutrinos son Majorana, entonces, por supuesto, los estamos produciendo todo el tiempo y los estamos detectando. O, en el caso del LHC, no detectarlos, sino inferir su presencia del desequilibrio de impulso en las partículas observables. Sin embargo, determinar si los neutrinos son Majorana es una pregunta difícil; Anónimo ya ha explicado el experimento más viable, la doble desintegración beta sin neutrinos.
Un ejemplo del segundo caso, donde existen nuevos fermiones Majorana fuera del Modelo Estándar, es el modelo de balancín de neutrinos, que explica la masa pequeña pero distinta de cero de los neutrinos al agregar neutrinos muy pesados y diestros. La dificultad para observar partículas de este tipo es que se puede dar a las partículas una masa arbitraria con un término como:
- ¿Qué es un neutrino? ¿Cómo se forma y cuál es su relación con un bosón W?
- ¿Los fotones tienen masa?
- ¿Por qué se dice que un fotón se mueve solo a través de las dimensiones del espacio? ¿Dónde podemos medir la distancia que viaja?
- ¿Existe masa negativa?
- ¿Por qué no se puede afectar o manipular el bosón de Higgs o el campo de Higgs?
[matemáticas] M \ chi \ chi [/ matemáticas].
Para la mayoría de los fermiones conocidos, términos como este están prohibidos por invariancia de calibre, lo que requiere que el mecanismo de Higgs dé masa a las partículas. El mecanismo de Higgs establece una escala de masa de orden 100 GeV, que es accesible en el LHC. Para los fermiones de Majorana, sin embargo, el término de masa [matemática] M [/ matemática] puede ser cualquier cosa hasta la escala de Planck, y de hecho la realización más básica del mecanismo de balancín postula masas de orden [matemática] M = 10 ^ {15} [/ math] GeV, para obtener las masas de neutrinos observadas correctas. Por lo tanto, es poco probable que alguna vez veamos estas partículas en experimentos terrestres. Sin embargo, existen variantes de los modelos con nuevas partículas accesibles en el LHC: véase, por ejemplo, el “mecanismo de balancín inverso”, página en arxiv.org.
