[論文レビュー] Fermion masses and mixings in a 3-3-1 model with $\Delta\left(27 ight)$ family symmetry and inverse seesaw mechanism

A. E. Cárcamo Hernández, H. N. Long+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 5, 2018

Neutrino Physics Research被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、3つの軽いメジャノナ状態を含む逆カローリング・シー・スイッチ機構を介して小さなアクティブニュートリノ質量を実現する、$Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 家族対称性を持つ3-3-1ゲージ模型を提案する。このモデルは、標準模型のフェルミオン質量および混合角をうまく再現し、$m_{ee} \simeq 3.7$ meVおよび正のニュートリノ質量階層におけるJarlskog不変量$\sim 10^{-2}$を予測する。

ABSTRACT

We build a viable family symmetry 3-3-1 model based on the $\Delta \left(27 ight) imes Z_{3} imes Z_{16}$ discrete group consistent with the low energy fermion flavor data. In the model under consideration, the small active neutrino masses arise from an inverse seesaw mechanism mediated by three very light Majorana neutrinos and the observed pattern of the Standard Model (SM) fermion masses and mixing angles arises from the breaking of the $\Delta \left( 27 ight) imes Z_{3} imes Z_{16}$ discrete group at very high energy scale. The obtained values for the physical observables in the quark sector are consistent with the experimental data, whereas those ones for the lepton sector also do, only for the case of normal neutrino mass spectrum. Our model predicts an effective Majorana neutrino mass parameter of $m_{ee}\simeq 3.7$ meV and a Jarlskog invariant of the order of $10^{-2}$ for the normal neutrino mass spectrum.

研究の動機と目的

• 離散的家族対称性を用いて、低エネルギーにおけるフェルミオンのフレーバーデータを説明する実現可能な3-3-1モデルを構築すること。
• 逆カローリング・シー・スイッチ機構を組み込むことで、小さなアクティブニュートリノ質量を生成すること。
• クォークおよびレプトンの質量と混合角の実験的値と整合すること。
• 有効なメジャノナニュートリノ質量パラメータ$m_{ee}$およびレプトン系におけるJarlskog不変量を予測すること。
• $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 離散群の高エネルギースケールにおける対称性の破れがフレーバー構造に与える影響を調査すること。

提案手法

• 3-3-1モデルにおけるヤコビ係数カップリングを制約するため、$Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 離散群を家族対称性として採用する。
• 3つの非常に軽いメジャノナニュートリノを介して逆カローリング・シー・スイッチ機構を実装し、小さなアクティブニュートリノ質量を生成する。
• 高エネルギースケールで$Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 対称性を破ることで、階層的なフェルミオン質量および混合角を誘導する。
• フレーバー場および真空整列を用いて、クォーク系およびレプトン系における望ましいフレーバー構造を実現する。
• 対称性群に整合するヤコビ係数相互作用項を構築し、クォークおよびレプトンの質量行列を導出する。
• 質量行列を数値的に解き、混合角、質量、$m_{ee}$ などの物理的観測量を抽出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして$Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 離散的家族対称性を用いて、3-3-1モデルにおいて標準模型フェルミオンの質量および混合の観測パターンを再現できるか？
• RQ2 この対称性フレームワーク内において、逆カローリング・シー・スイッチ機構がどのように小さなアクティブニュートリノ質量を生成するか？
• RQ3 このモデルの予測において、反転ニュートリノ質量階層よりもなぜ正のニュートリノ質量階層が好まれるのか？
• RQ4 このモデルにおける有効なメジャノナニュートリノ質量パラメータ$m_{ee}$ の予測値は何か？
• RQ5 レプトン系におけるCP違反のJarlskog不変量は、実験的制約とどのように比較されるか？

主な発見

• このモデルは、観測されたクォーク系の質量および混合角を実験データと整合的に再現する。
• レプトン系においては、正のニュートリノ質量階層の仮定のもとでのみ、観測された混合角および質量が再現される。
• 有効なメジャノナニュートリノ質量パラメータは、$m_{ee} \simeq 3.7$ meV と予測される。
• レプトン系におけるCP違反のJarlskog不変量は、約$10^{-2}$のオーダーであると推定される。
• 小さなアクティブニュートリノ質量は、3つの非常に軽いメジャノナニュートリノを含む逆カローリング・シー・スイッチ機構に起因する。
• $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 対称性の高エネルギースケールにおける対称性の破れは、観測されたフレーバー構造を生成するために不可欠である。