[論文レビュー] Msgut Reborn

Charanjit S. Aulakh|arXiv (Cornell University)|Jul 23, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、電荷を帯びるフェルミオンの質量と整合し、実現可能なタイプI seesawニュートリノ質量を同時に生成するため、10-120-126ヒッグス系を用いた超対称的SO(10) GUTモデルを提案する。小さな126-パlet結合を導入することで、正確なフィット（χ² < 0.2）が達成され、10-126の状況と比較してニュートリノ質量が10²–10³倍に自然に増幅される。これは次に最小限のSUSY GUTにおける主要な課題を解決する一方、完全なレプトン混合の一貫性を実現するにはCP対称性の破壊が必要である。

ABSTRACT

We present examples of fits of fermion mass data using the $\mathbf{10-120-\oot}$ FM Higgs system in Susy SO(10) GUTs that follow the scenario\cite{blmdoom,nmsgutI} in which the $\mathbf{120}$ -plet collaborates with the $ \mathbf{10}$-plet to fit the charged fermion masses while small $\mathbf{\oot} $-plet couplings enhance the Type I seesaw neutrino masses to viable values and make the fit to light fermions accurate. Restricting ourselves to the CP conserving case we use a linear perturbative technique to obtain accurate charged fermion fits ($\chi^2_{tot} < .2 $) to all the charged fermion masses and angles. The resulting fits imply Type I neutrino masses that are generically $10^2- 10^3$ times larger than those obtained in the $\mathbf{10-\oot}$ scenario precisely because of the small $\mathbf{\oot} $ coupling. Thus the difficulty of obtaining sufficiently large neutrino masses in the context of these Next to Minimal Susy GUTs is essentially removed. The remaining free parameters allow one to obtain the correct ratio of neutrino mass squared splitting and a large($ heta_{23}^{PMNS}$) and small($ heta_{13}^{PMNS}$) mixing angle. The $ heta_{12}^{PMNS}$ is however small and this indicates that -as in the Type I $\mathbf{10-\oot}$ case - a fully realistic fit to the lepton mixing data also \emph{requires} CP violation.

研究の動機と目的

• 10-および126-パレットヒッグスのみを用いた次に最小限のSUSY SO(10) GUTにおいて、十分に大きなニュートリノ質量を生成する困難に対処すること。
• CP保存の線形摂動的アプローチを用いて、すべての電荷を帯びるフェルミオンの質量と混合角に対する正確なフィットを達成すること。
• 小さな126-パレットヒッグス結合が、10-126の状況と比較してタイプI seesawニュートリノ質量を10²–10³倍に自然に増幅することを示すこと。
• PMNS行列におけるニュートリノ質量二乗差の比と大きなθ₂₃および小さなθ₁₃混合角を正しく再現すること。
• θ₁₂がCP保存の下で小さくなることから、完全に現実的なレプトン混合データへのフィットを達成するにはCP対称性の破壊が必要であることを特定すること。

提案手法

• 超対称的SO(10)グランドユニフィケーション理論の枠組み内で、10-120-126ヒッグス表現系を用いる。
• CP保存の下で、電荷を帯びるフェルミオンの質量と混合角を線形摂動的技術を用いてフィットする。
• 126-パレットヒッグスの小さな結合を導入し、ニュートリノ質量におけるタイプI seesaw寄与を強化する。
• 120-パレットは10-パレットと併せて電荷を帯びるフェルミオンの質量をフィットする一方、126-パレットは主要なseesaw寄与を提供する。
• χ²_total < 0.2を満たすように、電荷を帯びるフェルミオンデータ全体に対するグローバルフィットを実施し、高い精度を示す。
• 特にθ₁₂、θ₂₃、θ₁₃を評価するため、得られたPMNS混合行列パラメータを分析し、現象論的妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SUSY SO(10) GUTにおける10-120-126ヒッグス系は、CP保存の下でχ² < 0.2を達成できるか、すべての電荷を帯びるフェルミオンの質量と混合角に対する正確なフィットが可能か？
• RQ2 小さな126-パレット結合は、10-126の状況と比較して、タイプI seesawニュートリノ質量の大きさにどのように影響するか？
• RQ3 このモデルは、ニュートリノ質量二乗差の比と観測された混合角θ₂₃およびθ₁₃を正しく再現するか？
• RQ4 CP保存の下でPMNS行列におけるθ₁₂が小さいと予測される理由は何か？これはCP対称性の破壊の必要性に何を示唆するか？
• RQ5 この枠組みにおいて、完全に現実的なレプトン混合データへのフィットを達成するにはCP対称性の破壊が必要か？

主な発見

• モデルは、全電荷を帯びるフェルミオンの質量と混合角に対して非常に正確なフィットを達成し、全χ² < 0.2である。
• 小さな126-パレット結合の導入により、10-126の状況と比較してタイプI seesawニュートリノ質量が10²–10³倍に増幅され、次に最小限のSUSY GUTにおける主要な課題が解決された。
• モデルは、ニュートリノ質量二乗差の比を正しく再現した。
• PMNS混合角θ₂₃は大きく、θ₁₃は小さく予測され、実験的観測と整合的である。
• モデルはθ₁₂を小さく予測しており、これは完全に現実的なレプトン混合データへのフィットを達成するにはCP対称性の破壊が必要であることを示唆する。
• この枠組みは、126-パレットの小さな結合が、電荷を帯びるフェルミオンデータと整合性を保ちつつ、実現可能なニュートリノ質量を生成するのに十分であることを示している。