[論文レビュー] Higgs sector of the next-to-minimal renormalizable SUSY SO(10)

Michal Malinský|ArXiv.org|Jul 3, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 11

ひとこと要約

本稿は、次に最小の可逆なSUSY SO(10)大統一理論におけるヒッグス系の包括的分析を提示する。最小モデルに120_H表現を追加することで、モデルの予測可能性を向上させる。全592個のヒッグス質量行列を、完全な表記規則を伴って導出する。また、分離限界およびゴールドストーンモード解析により一貫性を確認し、有効理論におけるフェルミオン質量および混合のヤクバイ和則の一致を確立する。

ABSTRACT

We study the Higgs potential of the next-to-minimal renormalizable SUSY SO(10) GUT with 120 Higgs representation on top of the "standard" minimal model Higgs sector spanning over 10, 126bar+126 and 210. All the GUT-scale Higgs sector mass matrices for the 592 Higgs states of the model are written down in detail with all the conventions fully specified. The consistency of the results is checked by the decoupling of 120 and independently by the analysis of the relevant Goldstone modes. The matching of the Yukawa sector sum-rules driving the matter fermion masses and mixing at the level of the effective theory is described thoroughly.

研究の動機と目的

• 最小の可逆なSUSY SO(10) GUTに120_Hヒッグス表現を追加することで、モデルの予測可能性を向上させること。
• 全592個のヒッグス状態の質量行列を、完全な表記規則を伴って導出すること。
• 120_H多重項の分離限界と自発的対称性破れに起因するゴールドストーンモードの分析により、ヒッグスポテンシャルの一貫性を検証すること。
• GUTスケールと有効低エネルギー理論間におけるヤクバイセクターの和則の一致を確立すること。
• フェルミオン質量および混合を高度に制約されたSUSY SO(10)モデルで研究するための包括的フレームワークを提供すること。

提案手法

• 10_H、126_H、126_H、210_H、および120_H表現を含むSO(10) GUTにおける完全なヒッグスポテンシャルを構築する。
• 明示的な群論的分解とテンソル積の簡約を用いて、全592個のヒッグス状態の質量行列を導出する。
• hypercharge、SU(2)_L、SU(3)_cの量子数に加え、成分写像を含む、すべての状態に対する完全な表記規則を適用する。
• 120_H多重項の分離限界と自発的対称性破れに起因するゴールドストーンモードの同定により、一貫性の確認を実施する。
• 明示的な成分表現を用いて、120_H反対称テンソルから標準模型ヒッグス成分を定義基底に写像する。
• GUTスケールのヤクバイ和則を有効低エネルギー理論に一致させ、フェルミオン質量予測の一貫性を保証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 120_H表現の導入とその相互作用が、SUSY SO(10) GUTにおける全ヒッグス質量スペクトルにどのように影響を与えるか？
• RQ2 592次元のヒッグス質量行列の完全な構造は何か？その成分はどのようにラベル付けされ、分解されるか？
• RQ3 120_H多重項の分離限界およびゴールドストーンモードの同定において、モデルは一貫性を保っているか？
• RQ4 GUTスケール理論から有効低エネルギー理論に移行する際、フェルミオン質量および混合のヤクバイ和則はどのように保存されるか？
• RQ5 標準模型ヒッグス成分（例えば物理的ヒッグスボソン）は、120_H反対称テンソル表現からどのように正確に写像されるか？

主な発見

• 本稿は、拡張されたSUSY SO(10)モデルにおける全592個のヒッグス質量行列を完全に提供し、すべての量子数および成分写像を明示的に指定している。
• 120_H多重項が非常に大きな質量を持つ極限において正しく分離され、ゴールドストーンモードが適切に同定されることにより、モデルの一貫性が確認された。
• 標準模型ヒッグスダブルレットおよび他の成分が、120_H反対称テンソルから定義基底に明示的に写像されており、成分場の明確な表現が得られている。
• 有効理論におけるフェルミオン質量を駆動するヤクバイ和則が、GUTスケールの超ポテンシャル構造と一貫して一致することが示された。
• 120_H表現が、せーずメカニズムおよびB-L対称性破れを媒介する上で中心的な役割を果たしており、モデルはフェルミオン質量および混合についての予測可能性を維持している。
• 120_Hの導入がゲージカップリングの統一性を損なわず、B-L対称性破れに起因する自動的R対称性を保存することが分析から明らかになった。