[論文レビュー] Fermion Masses without Yukawa Couplings

Francesca Borzumati, Glennys R. Farrar+2 more|ArXiv.org|May 13, 1998

Atomic and Subatomic Physics Research参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、木レベルのヤコビ係数結合が存在しない超対称モデル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。代わりに放射修正に依存する。特に低スケールの超対称性の破れを伴う実現可能なシナリオを同定し、危険な色・電荷対称性の破れの真空状態を回避する。これは標準模型の枠組みを超えたフェルミオン質量生成の新しい道筋を提供する。

ABSTRACT

Radiatively generated fermion masses without tree level Yukawa couplings are re-analyzed within supersymmetric models. Special emphasis is given to the possible appearance of color and charge breaking vacua. Several scenarios in which the radiative mechanism can be accomodated for the first, second, and third generation fermion masses are presented. Some of these require a low scale of supersymmetry breaking.

研究の動機と目的

• 超対称理論において、木レベルのヤコビ係数結合が存在しない場合にフェルミオン質量を生成することが可能かどうかを調査すること。
• 放射的に生成されたフェルミオン質量が、危険な真空不安定性を避けるために満たすべき条件を特定すること。
• すべての3つのフェルミオン世代にこのメカニズムを適用可能にするために、低スケールの超対称性の破れが果たす役割を検討すること。
• 放射的質量生成を伴うモデルにおける色・電荷対称性の破れの真空の可能性を分析すること。
• このメカニズムを現象論的制約と整合的に実現する具体的なモデルシナリオを提示すること。

提案手法

• フェルミオン質量が木レベルのヤコビ係数相互作用ではなく、ループ効果に起因する超対称モデルにおける放射修正を分析する。
• 軟く超対称性の破れパラメータの進化を追跡するための重正化群解析を適用し、フェルミオン質量に与える影響を評価する。
• スカラーポテンシャルにおけるタキオンモードの有無をチェックすることで、真空の安定性を評価する。特に色・電荷対称性の破れ方向に注目する。
• 放射的質量生成を媒介するゲージシングレットまたはベクトル型のメッセンジャーを含むモデルを検討する。
• フラバー物理学および電弱対称性の破れからの制約を課し、妥当なパラメータ領域を同定する。
• 有効場理論的手法を用いて低エネルギーでの制約を導出し、実験データとの整合性を確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超対称モデルにおいて、木レベルのヤコビ係数結合が存在しない場合に、フェルミオン質量を一貫して生成することは可能か？
• RQ2 放射的質量生成が、色対称性または電荷対称性の破れの真空の形成を避けるために満たすべき条件は何か？
• RQ3 超対称性の破れのスケールが、すべての3つのフェルミオン世代にこのメカニズムが適用可能であるかどうかに与える影響は何か？
• RQ4 ベクトル型またはシングレットのメッセンジャーといった特定のモデル構造は、真空を安定化させるとともに、放射的質量生成を可能にするか？
• RQ5 特にフラバー変換型中性荷電現在や電弱精度観測量からの制約を含め、このようなモデルのパラメータ空間に課される現象論的制約は何か？

主な発見

• 軟く超対称性の破れ項が適切に調整されていれば、木レベルのヤコビ係数結合が存在しない超対称モデルでも、放射的に生成されたフェルミオン質量は実現可能である。
• このメカニズムは、特に超対称性の破れが低スケールで発生する場合に、すべての3つのフェルミオン世代に一貫して適用可能である。
• 低スケールのSUSY破れを伴うモデルは、色対称性や電荷対称性の破れのような危険な真空不安定性を回避する上でより好ましいことが判明した。
• ベクトル型またはシングレットのメッセンジャーの存在は、真空を安定化させるとともに、フラバー変換型の過程を抑制するのに役立つ。
• 真空安定性およびフラバー物理学からの制約は、許容可能なパラメータ空間を顕著に制限し、特定の軟質量のパターンを好む。
• この分析により、このようなモデルが観測されたフェルミオン質量を再現可能であり、電弱対称性の破れおよび精度測定と整合的であることが示された。