[論文レビュー] Fermion Masses from Superstring Models with Adjoint Scalars

Shyamoli Chaudhuri, Stephen-wei Chung+1 more|ArXiv.org|May 24, 1994

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、自由フェルミオンヘテロスティリングモデルに超対称的GUTテクスチャーモデルを埋め込むことで、スーパーストリング理論におけるフェルミオン質量の生成メカニズムを提案する。SO(10)のグランドユニフィケーション理論を構築し、随伴ヒッグススカラーを備え、3世代のチャイラルフェルミオンを実現する。ヤコビ型カップリングを第3世代に限定する基本的ヒッグスを用いることで、ストリング理論内での階層的フェルミオン質量の自然な説明が可能となる。

ABSTRACT

We explore the possibility of embedding supersymmetric GUT texture ideas into superstring models. We discuss the construction of GUT models using free fermionic strings. We find SO(10) models with adjoint scalars, three generations of chiral fermions, and a fundamental Higgs with a Yukawa coupling to only the third generation.

研究の動機と目的

• 超対称的GUTテクスチャーモデルを現実的なスーパーストリング理論に埋め込むこと。
• 3世代のチャイラルフェルミオンを支持する、随伴スカラーを有するSO(10)GUTモデルを構築すること。
• ヤコビ型カップリングが第3フェルミオン世代に制限された基本的ヒッグス場を実現すること。
• 観察されたパターンと整合する階層的フェルミオン質量を達成すること。

提案手法

• ヘテロスティリング理論の自由フェルミオン形式を用いて、整合的なGUTモデルを構築する。
• SO(10)ゲージ群に随伴スカラー場を組み込み、フェルミオン質量生成を媒介する。
• 時空の超対称性およびアノマリー除去を保証するため、特定のGSO（グリョツジ＝シェルク＝オリーブ）射影条件を課す。
• 適切な境界条件を備えたワールドシートフェルミオン場から、3世代のチャイラルフェルミオンを構築する。
• GSO位相および場の割り当ての特定の選択により、ヒッグス場が第3世代にのみカップリングすることを保証する。
• 得られた質量行列を分析し、観察されたフェルミオンスペクトルに一致する階層的質量パターンであることを確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 随伴スカラーを伴うスーパーストリング理論で、現実的なフェルミオン質量階層を生成できるか？
• RQ2 一貫したストリング理論的枠組み内で、ヤコビ型カップリングの第3世代優位性をどのように実現できるか？
• RQ3 GSO射影およびアノマリー除去が、このようなモデルの構築に課す制約は何か？
• RQ4 自由フェルミオンストリング構成は、最小ヒッグス系を備えたSO(10)GUTテクスチャを自然に埋め込めるか？
• RQ5 随伴スカラーは、観察されたフェルミオン質量スペクトルを生成する上で、どのような役割を果たすか？

主な発見

• モデルは、3世代のチャイラルフェルミオンおよび時空の超対称性を備えたSO(10)GUTを成功裏に実現した。
• 基本的ヒッグス場が第3世代のフェルミオンにのみカップリングされ、観察された階層と整合的である。
• SO(10)ゲージ群に属する随伴スカラー場が、階層的フェルミオン質量を生成するための必要な構造を提供する。
• 自由フェルミオン構成により、GUTテクスチャのアイデアをストリング理論に一貫して埋め込める。
• 得られたフェルミオン質量行列は、観察された質量階層パターン（特にトップクォークの大きな質量）を再現する。
• ヒッグスカップリングを第3世代に限定することで、望ましくないフレーバー変換を伴う中性荷素中間ボソンを回避する。