[論文レビュー] Generating lepton masses and mixings with a heavy vector doublet

A. E. Cárcamo Hernández, Jonatan Vignatti+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 14, 2018

Neutrino Physics Research被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、重いSU(2)Lベクトル二重項と9つのSMノードスカラーを備えた標準模型の二モデル拡張を提案する。このモデルは、1ループの放射的シー・スイッチメカニズムにより、小規模なアクティブなニュートリノ質量を生成する。モデルは、正常および逆転ニュートリノ質量階層の両方を考慮に入れ、観測されたレプトン質量および混合角を正確に再現する。さらに、近い将来の実験で測定可能なレベルの電荷レプトンフラバー非保存過程の割合を予測する。

ABSTRACT

We construct two viable extensions of the SM with a heavy vector in the fundamental $SU\left( 2 ight) _{L}$ representation and nine SM singlet scalar fields, consistent with the current SM fermion mass spectrum and fermionic mixing parameters. The small masses for the active neutrinos are generated from radiative seesaw mechanism at one loop level mediated by the neutral components of the heavy vector as well as by the left handed Majorana neutrinos. The proposed models predicts rates for charged lepton flavor violating processes within the reach of the forthcoming experiments.

研究の動機と目的

• 標準模型のフラバー・パズルに取り組み、フェルミオン質量スペクトルの階層的構造と混合角を説明すること。
• 重いベクトル二重項と消滅ニュートリノを含む1ループの放射的シー・スイッチメカニズムにより、小規模なアクティブニュートリノ質量を生成すること。
• 標準模型の最小的拡張を用いて、正常および逆転ニュートリノ質量階層の両方を説明する妥当なモデルを構築すること。
• 近い将来の実験で感度を満たす範囲内に予測される電荷レプトンフラバー非保存過程を予測すること。
• フェルミオン質量階層を説明するために、複数のSMノードスカラーを導入し、ヤコビ係数を1次オーダーに保つこと。

提案手法

• 標準模型レプトンと新しい消滅左手ニュートリノおよびSMノードスカラーを介して結合する重いSU(2)Lベクトル二重項を導入する。
• フェルミオン質量階層と混合パターンを制御するために、離散的S3×Z2×Z6×Z8×Z12フラバー対称性を課す。
• 逆転階層用と正常階層用の2つのモデルを構築し、両方とも標準模型フェルミオン質量および混合と整合する。
• 中性成分の重いベクトル二重項と左手マヨラナニュートリノが、アクティブニュートリノ質量生成を媒介する1ループの放射的シー・スイッチメカニズムを用いる。
• 不要な結合を抑制するために、SMノードスカラーおよびベクトル二重項にフラバー対称性の下での特定の電荷割り当てを割り当てる。
• 重いベクトル二重項と消滅ニュートリノを含むループ図から有効ニュートリノ質量行列を導出し、シー・スイッチに類似した構造をもたらす。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 基本的なSU(2)L表現における重いベクトル二重項が、放射的シー・スイッチメカニズムにより小規模なアクティブニュートリノ質量を生成できるか？
• RQ2 重いベクトル二重項とSMノードスカラーを含むモデルで、観測されたレプトン混合角および質量階層を一貫して再現できるか？
• RQ3 このモデルが電荷レプトンフラバー非保存過程に与える影響は何か？ 予測された割合は、将来の実験で測定可能か？
• RQ4 このモデルは、1次オーダーのヤコビ係数と追加のノードスカラーのみを用いて、標準模型フェルミオン質量階層を説明できるか？
• RQ5 離散的フラバー対称性群S3×Z2×Z6×Z8×Z12は、モデル構造をどのように制限し、実験データと整合性を保つのか？

主な発見

• モデルは、正常および逆転ニュートリノ質量階層の両方において、観測されたレプトン質量および混合角を正確に再現する。
• アクティブニュートリノ質量は、重いベクトル二重項の中性成分と左手法マヨラナニュートリノが関与する1ループの放射的シー・スイッチメカニズムにより生成される。
• モデルは、μ→eγおよびτ→μγなどの電荷レプトンフラバー非保存過程の分岐比を予測し、Mu2eやCOMETなどの近い将来の実験の感度範囲内にある。
• 9つのSMノードスカラーの使用により、すべてのヤコビ係数が1次オーダーに保たれ、微調整を必要としないフェルミオン質量階層の説明が可能になる。
• モデルは摂動的ユニタリティおよび246 GeVスケールでの電弱対称性の破れと整合する。
• 離散的フラバー対称性群S3×Z2×Z6×Z8×Z12は、正しい質量行列構造を保証し、不要なフラバー変換過程を抑制する。