[論文レビュー] Cyclic permutation symmetry and texture zeros in inverse seesaw: A minimalistic approach

Rome Samanta, Ambar Ghosal|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 2015

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ひとこと要約

本稿は、サイクリック置換対称性と最大ゼロテクスチャー（6）を備えた最小限の逆シーソー模型を提案し、ニュートリノ質量を生成する。ラグランジアンに対称性を課すか、有効な残余対称性として扱うことで、反転ニュートリノ質量階層、バイマックスイミング、非ゼロθ₁₃、制約付きCP位相、および将来の混合角とCP違反の高精度測定に依存する検証可能な予測を予測する。

ABSTRACT

Within the framework of inverse seesaw mechanism we investigate neutrino mass matrices invariant under cyclic permutation symmetry with maximal zero texture (6). We explore two dierent approaches to obtain the cyclic symmetry invariant form of the constituent matrices. In the rst one we consider explicit cyclic permutation symmetry on the elds in neutrino sector of the Lagrangian which dictates the emerged eective neutrino mass matrix ( m ) to be symmetry invariant and hence leads to a degeneracy in masses. We then consider explicit breaking of the symmetry through a dimensionless parameter 0 to remove the degeneracy and it is shown that for 0 < 1, this method doesn’t support the current neutrino oscillation global t data irrespective of the form of the charged lepton mass matrix. In the second method, we assume the cyclic symmetry invariant forms of the mass matrices are dictated by an eective residual symmetry of some larger symmetry group in the Lagrangian. Similar to the previous approach, considering maximal zero textures along with the cyclic symmetry in the constituents, in this method, the eective m leads to a bi-maximal type mixing. As the charged lepton mass matrix is not diagonal in general, nonzero 13 is generated thereafter from charged lepton sector. The scheme predicts a constraint range of the CP violating phases and atmospheric mixing angle along with an inverted hierarchical structure of the neutrino masses. Therefore the testability of the model crucially relies upon precise determination of the above parameters in future neutrino experiments.

研究の動機と目的

• サイクリック置換対称性が逆シーソー機構におけるニュートリノ質量行列に与える影響を調査すること。
• サイクリック対称性の制約下で、最大ゼロテクスチャー（6）が一貫して実現可能かどうかを検討すること。
• 得られたモデルが、特に非ゼロθ₁₃混合角を含む現在のニュートリノ振動データに適合できるかどうかを特定すること。
• CP違反位相と大気混合角に関する予測を通じて、モデルの検証可能性を評価すること。
• 明示的なラグランジアン対称性と、より大きな群からの残余対称性という2つの異なる手法を比較すること。

提案手法

• ラグランジアンにおけるニュートリノ系の場に明示的なサイクリック置換対称性を課し、有効ニュートリノ質量行列における対称性を強制すること。
• 次元なしパラメータ0を導入して対称性を明示的に破り、ニュートリノ質量の degeneracy を解消することを目的とすること。
• サイクリック対称性を、ラグランジアンにおける基本的性質ではなく、より大きな群の有効な残余対称性として扱うこと。
• 逆シーソーの構成行列に最大ゼロテクスチャー（6）を導入し、有効質量行列の構造を制約すること。
• 特に、非対角的電磁気的レプトン質量行列から生じる非ゼロθ₁₃の出現を含む、得られた混合パターンを分析すること。
• 両対称性実装手法の下で、グローバルニュートリノ振動フィットデータとの整合性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 逆シーソー枠組みにおけるサイクリック置換対称性が、最大ゼロテクスチャーを有する実現可能なニュートリノ質量行列をもたらすか？
• RQ2 次元なしパラメータ0による明示的対称性の破壊が、現在のグローバルニュートリノ振動フィットデータに適合できるか？
• RQ3 有効な残余対称性アプローチが、非ゼロθ₁₃を伴う観測されたバイマックスイミングパターンを再現できるか？
• RQ4 モデルがCP違反位相と大気混合角にどのような制約を課すか？
• RQ5 モデルが予測する反転ニュートリノ質量階層は、将来の実験における検証可能性にどのように影響するか？

主な発見

• パラメータ0 < 1の任意の電磁気的レプトン質量行列の形に対して、明示的対称性アプローチでは、現在のグローバルニュートリノ振動フィットデータを適合させることができない。
• 残余対称性アプローチにより、バイマックスイミング特性を示す有効ニュートリノ質量行列が得られる。
• 非ゼロθ₁₃は、電磁気的レプトン質量行列の非対角的構造から動的に生成される。
• モデルは反転ニュートリノ質量階層を予測するが、これは重要な特徴的差別化要因である。
• CP違反位相と大気混合角は特定の範囲に制約され、将来的な高精度測定によってモデルを検証可能である。
• モデルの妥当性は、近い将来のニュートリノ実験における大気混合角とCP位相の正確な決定に強く依存する。