[論文レビュー] Neutrino mass from torsion coupled to fermion in large extra dimension

Soumitra SenGupta, Aninda Sinha|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 2001

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、5次元のバルクフェルミオンと結合するねじれ（torsion）が、アインシュタイン＝ディラック＝カルタン枠組みにおいて、カルブ＝ラモン場がねじれを生成することにより、ニュートリノ質量が生じうることを提案している。この結合は、明示的なヒッグス結合を必要としない幾何的メカニズムによって、ニュートリノにマヨラナ型質量項を誘導する。

ABSTRACT

In this paper we investigate whether torsion can generate neutrino mass. We consider an Einstein-Dirac-Cartan lagrangian in 4 dimensional spacetime with torsion generated by the Kalb-Ramond antisymmetric field in presence of a bulk fermion in five dimensions.We show that such a coupling can generate a mass term for the neutrino.

研究の動機と目的

• 高次元時空におけるねじれが、ヒッグス機構に依存せずにニュートリノ質量を生成できるかどうかを検討すること。
• 5次元のバルクにおけるカルブ＝ラモン反対称テンソル場が、時空のねじれをどのように生成するかを検討すること。
• 5次元のアインシュタイン＝ディラック＝カルタン枠組みにおけるねじれとバルクフェルミオンの結合を調査すること。
• このような結合が、4次元有効理論において物理的なニュートリノ質量項を生じるかどうかを特定すること。

提案手法

• ねじれをカルブ＝ラモン場が駆動する5次元のアインシュタイン＝ディラック＝カルタンラグランジアンを構築すること。
• 余剰次元を統合して、ねじれ効果が誘導される4次元有効理論を導出すること。
• フェルミオン系を解析し、ねじれ＝フェルミオン結合から生じる質量生成項を同定すること。
• 4次元還元における相互作用ラグランジアンから、有効ニュートリノ質量項を導出すること。
• スピン接続とねじれテンソルを用いて、フェルミオンへの幾何的結合をモデル化すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大きな余剰次元におけるカルブ＝ラモン場から生じるねじれが、ニュートリノ質量項を生成できるか？
• RQ2 5次元におけるカルブ＝ラモン場とフェルミオンの結合が、4次元ニュートリノ質量スペクトルにどのように影響するか？
• RQ3 5次元のねじれ＝フェルミオン相互作用から生じる4次元有効理論における誘導質量項の性質は何か？
• RQ4 生成されたニュートリノ質量が、ニュートリノのマヨラナ性と整合するか？

主な発見

• 5次元におけるカルブ＝ラモン場が駆動するねじれが、4次元有効理論においてニュートリノ質量項を誘導する。
• 質量項は、フェルミオンとねじれテンソルの結合から生じ、ヒッグスに類似したスカラー場を必要としない。
• このメカニズムは、マヨラナニュートリノの可能性と整合するマヨラナ型質量項を生成する。
• 誘導された質量は、5次元ラグランジアンから導かれたフェルミオンとねじれ場の結合定数に比例する。