[論文レビュー] Electroweak model of lepton mass and mixing hierarchies

É. M. Lipmanov|ArXiv.org|Feb 9, 2009

Neutrino Physics Research参考文献 5被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、レプトン質量階層と弱アイソスピン量子数の間の動的モデルを提案する。電弱荷重が大きいことにより、電荷を帯びたレプトン（e, μ, τ）は強い階層的群を形成するが、電弱荷重が小さいことにより、ニュートリノはほぼ一様な質量比を示す準縮重（quasi-degenerate）群を形成する。このモデルはクォーク-レプトン混合補完性と現実的なニュートリノ振動パラメータを予測する。

ABSTRACT

Flavor physics, like cosmology, is likely in need of new basic ideas; the puzzles of elementary particle mass hierarchies and in particular the e-mu-tau and neutrino ones still remain mysteries. In this paper a new idea of dynamical connection between low energy 3-flavor particle mass hierarchies and electroweak charges is studied with restriction to the simplest case of lepton flavor phenomenology. The main inference is that it can be only two types of lepton 3-flavor particle-copy groups: 1) with large and strongly hierarchical mass ratios and 2) with close to 1 mass ratios. From experimental data definitely follows that the three charged leptons belong to the first type whereas the three neutrinos belong to the second type and so are quasi-degenerate. The inferences of QD-neutrinos with realistic small masses and oscillation hierarchy parameter and quark-QD-neutrino mixing angle complementarity follow from the fact of small EW charges and their relation to the concept of benchmark flavor pattern.

研究の動機と目的

• フラバー物理学における未解決の謎、特にレプトン質量および混合階層の起源を解明すること。
• 電弱量子数と3フラバーのレプトン質量パターンとの間の動的関係を調査すること。
• なぜ電荷を帯びたレプトンは強く階層的であるのに対し、ニュートリノはほぼ縮重であるかを説明すること。
• 実験データと整合するニュートリノ質量および混合角の予測を導出すること。
• 電弱荷重構造に基づくベンチマークフラバー様式を確立すること。

提案手法

• 電弱荷重と質量階層との間の動的関係を仮定した、レプトンフラバー理論の最も単純な場合を分析する。
• レプトン3フラバー群を2種類に分類する：大きな質量比（階層的）と、1に近い質量比（準縮重）のもの。
• 実験データを用いて、電荷を帯びたレプトンを階層的群に、ニュートリノを準縮重群に割り当てる。
• ベンチマークフラバー様式の概念を適用し、電弱荷重と観測された質量および混合パラメータとの関係を確立する。
• 小さな電弱荷重から、ニュートリノ質量およびクォーク-レプトン混合角の制約を導出する。
• このモデルの結果として、クォーク-QD-ニュートリノ混合角補完性の概念を導入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 電弱量子数は、観測された電荷を帯びたレプトン質量の階層を説明できるか？
• RQ2 なぜニュートリノ質量はほぼ縮重であるのに対し、電荷を帯びたレプトン質量は強く階層的なのか？
• RQ3 電弱荷重とレプトン質量パターンとの間を結ぶ動的メカニズムは何か？
• RQ4 このモデルは現実的なニュートリノ振動パラメータおよび小さな質量を予測できるか？
• RQ5 このフレームワークにおいて、クォーク-レプトン混合角補完性の理論的根拠はあるか？

主な発見

• 電荷を帯びたレプトンは、大きな質量比を示す強いつよな階層的群に属しており、実験データと整合する。
• ニュートリノは、質量比が1に非常に近い準縮重群に属しており、ほぼ縮重な質量を示す。
• モデルは、現実的な小さな質量を持つQD（準縮重）ニュートリノを予測し、宇宙論的および振動制約と一致する。
• 振動階層パラメータは、ニュートリノ振動実験が要請するように自然に小さくなる。
• モデルはクォーク-QD-ニュートリノ混合角補完性を予測し、クォーク混合をニュートリノ質量構造と結びつける。
• ニュートリノの小さな電弱荷重が、準縮重質量パターンを可能にする鍵要因であると特定された。