[論文レビュー] Mass Hierarchies versus proton Decay in MSSM Orientifold Compactifications

Mirjam Cvetič, James Halverson+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 12, 2009

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 46被引用数 11

ひとこと要約

本稿は、マドリード埋め込みにおけるクイバー構成を焦点とし、MSSMに類似したオルオリエントールコンpactificationにおけるフェルミオン質量階層と陽子崩壊の相乗作用を調査する。次に、次元5の陽子崩壊作用素の制約を4スティルクイバーに組み込み、5スティルクイバーのモデルを分析することで、現実的な質量階層を実現するとともに急速な陽子崩壊を抑制する構成を同定した。この結果、現実の素粒子物理学的モデルに適合するストリング理論モデルの実現可能性を示した。

ABSTRACT

We review two systematic bottom-up analyses of MSSM quivers recently performed by the authors. We extend the analysis of arXiv:0905.3379 by including constraints arising from proton decay via dimension 5 operators and present all four-stack quivers in the Madrid embedding which satisfy this additional constraint. Furthermore, we investigate and make precise the interplay between mass hierarchies obtained via factorizable Yukawa textures and the presence of dimension 5 proton decay operators in MSSM orientifold compactifications. We discuss this issue in a five-stack quiver, first presented in arXiv:0909.4292, which exhibits proper mass hierarchies and no rapid proton decay.

研究の動機と目的

• 従来のMSSMクイバー解析を、次元5の陽子崩壊作用素からの制約を組み込むことで拡張すること。
• マドリード埋め込みにおける質量階層と陽子崩壊制約の両方を満たす4スティルクイバーを同定すること。
• 因子化可能なヤコビ型テンソルが質量階層を生成するメカニズムと、危険な次元5の陽子崩壊作用素の存在との相容れ性を調査すること。
• 次に、適切な質量階層を実現するが急速な陽子崩壊を避ける5スティルクイバー・モデルを提示・分析すること。

提案手法

• マドリード埋め込みフレームワークを用いて、オルオリエントールコンpactificationにおけるMSSMクイバーの体系的で下からの分析。
• クイバー・モデル分類に、次元5の陽子崩壊作用素からの制約を統合すること。
• クイバー・フレームワーク内での階層的フェルミオン質量を生成するために、因子化可能なヤコビ型テンソルの使用。
• 制御されたヤコビ型カップリングと抑制された陽子崩壊を有する5スティルクイバー・モデルの明示的構成と分析。
• モデルの予測を、陽子寿命およびフェルミオン質量比に関する物性的制約と比較すること。
• 群論的およびゲージ・キンティック制約の適用により、MSSMに類似した低エネルギー物理学と整合性を保つこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マドリード埋め込みにおけるどの4スティルクイバー構成が、次元5作用素からの陽子崩壊制約と質量階層生成の両方を満たすか？
• RQ2 因子化可能なヤコビ型テンソルは、MSSMオルオリエントールコンpactificationにおける次元5の陽子崩壊作用素の存在とどのように相互作用するか？
• RQ3 5スティルクイバー・モデルは、急速な陽子崩壊を避ける中で現実的なフェルミオン質量階層を実現できるか？
• RQ4 ゲージ群構造とDブレイン配置が、危険な陽子崩壊モードの抑制に果たす役割は何か？
• RQ5 陽子崩壊と質量階層からの制約が、MSSMオルオリエントールコンpactificationフレームワーク内での実現可能なクイバー・モデルをどのように共同で制約するか？

主な発見

• マドリース埋め込みにおけるすべての4スティルクイバー構成で、次元5作用素からの陽子崩壊制約を満たすものが体系的に同定された。
• arXiv:0909.4292で提示された5スティルクイバー・モデルは、因子化可能なヤコビ型テンソルを用いて適切なフェルミオン質量階層を実現した。
• この5スティルクイバー・モデルは、急速な陽子崩壊を示さず、質量階層生成と陽子安定性の両立が可能であることを示した。
• 分析により、因子化可能なヤコビ型テンソルと次元5の陽子崩壊作用素は、ゲージおよび物質内容を慎重に調整すれば、制御された形で共存可能であることが示された。
• 結果として、追加の対称性を導入することなく、オルオリエントールコンpactification内に実現可能なMSSMに類似したモデルを構築可能であることが示された。
• 本研究は、陽子崩壊と質量階層の両方の制約を満たす、明確で物性的実現可能なクイバー・モデルを提供し、ストリング理論における下からのモデル構築プログラムを前進させた。