[論文レビュー] Masses and mixing angles and going beyond the Standard Model

C.D. Froggatt, H. B. Nielsen|ArXiv.org|May 21, 1999

International Science and Diplomacy参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、標準模型のゲージ群を拡張してフェルミオン質量および混合角（CP対称性の破れを含む）を説明する非アーベルゲージ理論であるAGUTモデルを提案する。このモデルはクォークおよびレプトンの質量階層と混合パラメータをよく再現するが、ニュートリノ振動を説明するにはモデルの修正が必要である。

ABSTRACT

The idea, following Michel and O'Raifeartaigh, of assigning meaning to the (gauge) \underline{group} and not only the Lie algebra for a Yang Mills theory is reviewed. Hints from the group and the fermion spectrum of the Standard Model are used to suggest the putting forward of our AGUT-model, which gives a very good fit to the orders of magnitudes of the quark and lepton masses and the mixing angles including the CP-breaking phase. But for neutrino oscillations modifications of the model are needed. Baryogenesis is not in conflict with the model.

研究の動機と目的

• クォークおよびレプトンの質量階層と混合角を、統一的な理論的枠組み内で説明すること。
• マイケルとオ・レイファーティンが提唱したように、標準模型のゲージ群のリー代数を超えて、完全な群構造を組み込むこと。
• 混合角の小ささとCP対称性の破れ位相を説明できる、フェルミオン質量生成の動的メカニズムを提供すること。
• ビッグバン後の宇宙におけるバリオゲネシス機構とモデルの整合性を評価すること。
• AGUTモデルが標準模型を超える物理学の候補として実現可能であるかどうかを検討すること。

提案手法

• Yang-Mills理論の力学を決定づけるのは、リー代数ではなく、完全なゲージ群そのものであるというアイデアを採用すること。
• 特定のグローバルフレーバー対称性構造を持つ非アーベルゲージ理論を構築し、対称性の自発的破れによってフェルミオン質量を生成すること。
• ニュートリノ質量を小さくするため、ニュートリノ系にスイープ型メカニズムを適用すること。
• 群論的制約とフェルミオンスペクトル解析を用いて、モデルのパラメータを固定し、質量パターンを予測すること。
• クォークおよびレプトンの質量、混合角、CP対称性の破れ位相に関する実験データとモデルの予測を一致させること。
• 異常キャンセリングとモデル内のCP対称性の破れ相互作用を用いて、バリオゲネシスの整合性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 特定の群構造を持つ非アーベルゲージ理論は、観測されたクォークおよびレプトンの質量階層を説明できるか？
• RQ2 クォーク系における混合角とCP対称性の破れ位相は、統一的モデル内で自然に再現可能か？
• RQ3 ニュートリノ振動と小さなニュートリノ質量を説明するには、AGUTモデルにどのような修正が必要か？
• RQ4 AGUTモデルは、初期宇宙におけるバリオゲネシス機構と整合性を示せるか？
• RQ5 リー代数ではなく、完全なゲージ群構造がフェルミオン質量の実験的性質をどれほど決定づけるか？

主な発見

• AGUTモデルは、クォークおよびレプトンの質量のオーダー・オブ・マグニチュードのパターンを高い精度で再現できた。
• モデルは、実験観測と整合的な混合角を予測しており、特に小さなカビブォ・コバヤシ・マスカワ混合角を含む。
• クォーク系におけるCP対称性の破れ位相は、モデルの構造内ですでに自然に生成された。
• ニュートリノ振動を説明するには、モデルに修正が必要であり、拡張されたスイープ型メカニズムまたは追加のヒッグス系の導入が示唆された。
• バリオゲネシスはAGUTモデルと矛盾しない。必要なCP対称性の破れとバリオン数の破れがモデルに存在するためである。
• モデルは、群構造と対称性の破れに基づく単一の動的メカニズムによってフェルミオン質量と混合が生じる統一的枠組みを提供する。