[論文レビュー] A Supersymmetric Resolution of Solar and Atmospheric Neutrino Puzzles

M. Drees, S. Pakvasa+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 16, 1997

Neutrino Physics Research被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、R対称性の破れを伴う超対称モデルを提案し、ローレンツ不変なレプトン数破れ相互作用を通じてメジャナネutrino質量を生成する。このモデルは、大気中性子の振動をνμ–ντ混合によって説明し、太陽中性子のデータを大角度または小角度のMSW効果によって説明する、実験的制約に整合した有効なニュートリノ質量行列を実現する。

ABSTRACT

Renormalizable lepton number violating interactions that break R-parity can induce a Majorana mass for neutrinos. Based on this, we show that it is possible to obtain a phenomenologically viable neutrino mass matrix that can accommodate atmospheric neutrino data via $ν_μ$--$ν_τ$ mixing and the solar neutrino data via either the large or small angle MSW effect. We argue that such a mass matrix could result from an approximate discrete symmetry of the superpotential that forbids renormalizable baryon number violating couplings.

研究の動機と目的

• R対称性の破れを伴う超対称フレームワークを用いて、太陽および大気中性子のパズルを解くこと。
• 太陽および大気中性子のデータを両方説明できる物性論的に妥当なニュートリノ質量行列を構築すること。
• 超電位関数に近似的な離散的対称性を課すことにより、危険なバリオン数破れ相互作用を避けること。
• このモデルが、MSW効果を含むニュートリノ振動実験の制約内に収まるように、ニュートリノ振動データを適合できることを示すこと。

提案手法

• 超電位関数におけるR対称性の破れ相互作用を用い、ローレンツ不変なレプトン数破れ項を通じてニュートリノのメジャナ質量を生成する。
• 超電位関数に近似的な離散的対称性を課し、ローレンツ不変なバリオン数破れカップリングを禁止しながら、レプトン数破れを許容する。
• R対称性の破れ項を含むシーブメカニズムに基づくニュートリノ質量行列を構築し、有効なメジャナ質量を導出する。
• 得られたニュートリノ質量行列の性質を分析し、大気および太陽中性子の振動データと整合するかを検証する。
• フレームワーク内で、太陽中性子問題のための大角度または小角度のMSW解を両方検討する。
• 大気および太陽中性子の実験からの実験的制約に対して、モデルを検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 R対称性の破れ相互作用を伴う超対称モデルが、妥当なメジャナニュートリノ質量行列を生成できるか？
• RQ2 このモデルは、νμ–ντ混合を通じて大気中性子の振動を説明できるか？
• RQ3 このモデルは、大角度または小角度のMSW効果を通じて太陽中性子欠損を説明できるか？
• RQ4 危険なバリオン数破れ過程を抑制しつつ、ニュートリノ質量のためのレプトン数破れを維持できるか？
• RQ5 このモデルは、現在のニュートリノ振動実験データと整合性を保っているか？

主な発見

• このモデルは、超対称フレームワークにおけるR対称性の破れ相互作用を通じて、メジャナニュートリノ質量行列を有効に生成する。
• 大気中性子の異常は、実験データと整合する質量差を有するνμ–ντ混合によって説明される。
• 太陽中性子問題は、大角度または小角度のMSW効果の両方を用いて解決可能であり、モデル内では両者が妥当である。
• 超電位関数における近似的な離散的対称性のおかげで、危険なバリオン数破れ過程が回避される。
• 得られたニュートリノ質量行列は物性論的に妥当であり、ニュートリノ振動実験からの制約と整合する。
• モデルは、太陽および大気中性子の実験データとの比較により、観測されたニュートリノ質量差および混合角と整合することが確認された。