[論文レビュー] Minimal supergravity threshold effects on the tri-bimaximal neutrino mixing pattern

M. Hirsch, Ernest Ma+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 7, 2006

Neutrino Physics Research被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、最小超対称性（mSUGRA）のしきい値補正が、ハリソン＝パーキンズ＝スコット（HPS）モデルが予測する三重最大混合ニュートリノ混合パターンに与える影響を調査する。mSUGRAフレームワークにおいて、共通のフラバーに依存しない超対称性の破れが成り立つ場合、放射修正はHPS予測からの太陽系混合角の増加にしか寄与せず、大気および反応炉混合角は安定したままである。太陽系混合角が小さい方向にずれるようなずれは、最小mSUGRAを超える物理学を示唆する。

ABSTRACT

We study the stability of the CP conserving Harrison-Perkins-Scott (HPS) mixing pattern, assumed to hold at some high energy scale, against supersymmetric threshold radiative corrections. We work in the framework of a reference minimal supergravity model (mSUGRA) where supersymmetry breaking is universal and flavor-blind at unification. We find that in this case the solar mixing angle can only increase with respect to the HPS reference prediction, while the atmospheric and reactor mixing angles remain essentially stable. Deviations from the solar angle HPS prediction towards lower values would signal novel contributions from physics beyond the simplest mSUGRA model.

研究の動機と目的

• 超対称性のしきい値補正の下でのCP保存型ハリソン＝パーキンズ＝スコット（HPS）ニュートリノ混合パターンの安定性を評価すること。
• 最小超対称性（mSUGRA）フレームワークが太陽系、大気系、反応炉混合角に与える影響を分析すること。
• 太陽系混合角におけるHPS予測からのずれが、最小mSUGRAを超える物理学の兆候であるかどうかを特定すること。
• フラバーに依存しない共通の超対称性の破れが、高エネルギースケールにおけるニュートリノ混合パラメータをどのように変更するかを評価すること。

提案手法

• ユニバーサルなソフト対称性破れ項をグランド統一スケールで採用するmSUGRAモデルを採用する。
• 統一スケールから弱スケールまで、微分方程式による反相関群方程式（RGEs）を用いて放射修正を適用する。
• これらの修正の下でのニュートリノ混合角、特に太陽系混合角の変化を追跡する。
• 高エネルギースケールでの初期条件としてHPS混合パターンを用いる。
• 超対称スペクトルにおけるしきい値効果への混合角の感受性を評価する。
• 修正された混合角を元のHPS予測と比較し、ずれを特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 mSUGRAのしきい値補正は、HPSニュートリノ混合パターンの文脈において、太陽系混合角にどのように影響を与えるか？
• RQ2 mSUGRAフレームワークにおける超対称性の放射修正の下で、大気系および反応炉混合角はどの程度安定しているか？
• RQ3 太陽系混合角がHPS予測からずれる場合、それは最小mSUGRAを超える新しい物理学の兆候として利用可能か？
• RQ4 フラバーに依存しない共通の超対称性の破れは、ニュートリノ混合パラメータの修正に果たす役割は何か？

主な発見

• mSUGRAフレームワークにおいて、超対称性のしきい値補正により、太陽系混合角はHPS予測よりも増加する。
• 大気系混合角はmSUGRAの放射修正の下でも本質的に変化しない。
• 反応炉混合角も安定しており、HPS基準値からのずれはほとんどない。
• 太陽系混合角がHPS予測を下回る観測された減少は、最小mSUGRAモデルを超える寄与を示唆する。
• 大気系および反応炉混合角がmSUGRA補正の下でも安定していることから、この特定のSUSYフレームワークにおけるHPSパターンの頑健性が裏付けられる。
• 太陽系角度のシフト方向が「上向き」に限られるという特徴的な予測は、mSUGRAのニュートリノ効果的現象論的検証に有用である。