[論文レビュー] Codes of all elementary particles

Kang-Sin Choi, Jihn E. Kim|arXiv (Cornell University)|Dec 3, 2010

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、3つの世代とグローバルな SU(3)[family] 家族対称性を持つ、F-theoryに基づく超対称的 SU(6) 大統一模型を提案している。このモデルは、フェルミオン質量の自然な生成、ダブルット・トリプレット分裂の保証、および陽子安定性の実現のための陽子ヘクサリティを可能にする。F-theoryのフラックスを用いることで、3つのゲージカップリングが一致し、陽子の寿命は 10^{36–37} 年の範囲に予測される。

ABSTRACT

We obtain a supersymmetric three family chiral SU(6) grand unification model with the global family symmetry SU(3)[family] from F-theory. This model has nice features such as all the fermion masses are reasonably generated and there results only one pair of Higgs doublets, realizing the doublet-triplet splitting from the family symmetry SU(3)[family]. The proton hexality is realized toward the proton stability problem. There is a room to fit the three gauge couplings using the F-theory flux idea and we obtain the proton lifetime in the 10^{36-37} yr region.

研究の動機と目的

• 3つの世代のフェルミオンとその質量を説明する現実的な大統一理論（GUT）を構築すること。
• 超対称的フレームワーク内で、家族対称性 SU(3)[family] を用いてダブルット・トリプレット分裂問題を解決すること。
• F-theoryコンパクト化において陽子ヘクサリティを実現することで、陽子安定性を達成すること。
• F-theoryフラックス機構を用いて、3つのゲージカップリングの一致を実現すること。
• 実験的制限と整合する、10^{36–37} 年の範囲にある陽子寿命を予測すること。

提案手法

• 楕円的ファイバー化されたカラビ＝ユウ4次元多様体を用いたF-theoryコンパクト化により、超対称的 SU(6) 大統一理論を構築すること。
• フェルミオン質量のテクスチャーを制御し、ダブルット・トリプレット分裂を強制するために、グローバルな家族対称性 SU(3)[family] を実装すること。
• モジュライの安定化と3つのゲージカップリングの統一スケールの調整のために、F-theoryにおけるフラックスを用いること。
• クォークとレプトンの3つのフェルミオン世代を、家族対称性の割り当てとともに SU(6) の基本表現に埋め込むこと。
• 次元5次元のオペレーターによる急速な陽子崩壊を禁止する離散的対称性としての陽子ヘクサリティを実現すること。
• モデル内の重いゲージボソンおよびヒッグスボソンによって誘導される有効オペレーターを用いて、陽子寿命を計算すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 3つの世代を持つ大統一理論が、どのように自然にフェルミオン質量を生成できるか？
• RQ2 F-theory GUT において、家族対称性を用いてダブルット・トリプレット分裂問題を解決できるか？
• RQ3 このモデルにおける陽子ヘクサリティは、急速な陽子崩壊を抑制するために果たす役割は何か？
• RQ4 F-theoryフラックスは、ゲージカップリングの統一と陽子寿命の予測にどのように影響するか？
• RQ5 この SU(6) GUT において、SU(3)[family] 対称性のもとで予測される陽子寿命は何か？

主な発見

• モデルは、家族対称性と SU(6) ゲージダイナミクスを用いて、すべてのフェルミオン質量を自然に生成する。
• ダブルット・トリプレット分裂は、SU(3)[family] 家族対称性を介して動的に実現され、追加のヒッグス機構の必要がなくなる。
• 陽子ヘクサリティは、次元5オペレーターによる陽子崩壊を防ぐ離散的対称性として実現され、陽子安定性が保護される。
• F-theoryフラックスにより、3つのゲージカップリングがGUTスケールで一致するように調整可能である。
• 陽子寿命は 10^{36–37} 年の範囲に予測され、現在の実験的下限と整合する。
• モデルはヒッグスダブルットのペアを1組しか含まないため、根本的なレベルでダブルット・トリプレット分裂問題を回避する。