[論文レビュー] Neutrino mixing and CP violation phases in Zee-Babu model

V. V. Vien, H. N. Long+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 31, 2014

Neutrino Physics Research被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、Zee-Babuモデルにおけるニュートリノ混合およびCP対称性の破れを調査し、近年のニュートリノ振動データに大きな$\theta_{13}$を適合させられることを示している。モデルは、ディラック位相$\delta = 0$または$\pi$、正の質量階層ではメジャノン位相$\alpha_{21} = \alpha_{31} = 0$、逆の質量階層では$\alpha_{31} = 2\pi$という明確なCP位相を予測し、ニュートリノ質量の有効質量および合計質量についても一貫した予測を示している。

ABSTRACT

We show that the neutrino mass matrix of the Zee-Babu model is able to fit the most recent data on neutrino masses and mixing with large $ heta_{13}$ and provides %the values of the Dirac and Majorana CP violation phases. For the normal hierarchy, the Majorana phases ($\al_{2 1}, \al_{3 1}$) are equal to zero, while for the inverted pattern, one phase ($\al_{3 1}$) takes the value $2 \pi$. The Dirac phase ($\de$) is predicted to either $0$ or $\pi$. The effective mass governing neutrinoless double beta decay and the sum of neutrino masses are consistent with the recent analysis. The model gives some regions of the parameters of neutrino mixing angles in both normal and inverted neutrino mass hierarchy.

研究の動機と目的

• Zee-Babuモデルが最新のニュートリノ振動データ、特に大きな$\\theta_{13}$を一貫して記述できるかどうかを検討すること。
• モデルの枠組み内でディラックおよびメジャノンCP対称性破れ位相の値を特定すること。
• ニュートリノ質量の有効メジャノン質量およびニュートリノ質量の合計に対するモデルの予測を評価すること。
• 正の質量階層および逆の質量階層の両方における混合角の妥当なパラメータ領域を特定すること。

提案手法

• スカラー場とフェルミオンの結合から成るZee-Babuモデルの枠組み内で、ニュートリノ質量行列を構築すること。
• 特に$\theta_{13}$、$\theta_{12}$、$\theta_{23}$に注目して、最新のニュートリノ振動データのグローバルフィットからの制約を適用すること。
• 質量行列から導かれるニュートリノ混合行列の複素構造を分析することで、CP対称性破れ位相を計算すること。
• モデルが予測する混合パラメータを用いて、零ニュートリノ双ベータ崩壊における有効メジャノン質量を評価すること。
• ニュートリノ質量の合計を計算し、宇宙論的および振動データからの制約と比較すること。
• 正の質量階層および逆の質量階層の両方における混合角の許容領域を特定するため、パラメータ空間をマッピングすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Zee-Babuモデルは、実験的に観測された大きな$\theta_{13}$の値を適合させることができるか？
• RQ2 Zee-Babuモデルにおいて、ディラックおよびメジャノンCP対称性破れ位相の予測値は何か？
• RQ3 モデルの有効メジャノン質量およびニュートリノ質量の合計の予測は、現在の観測限界とどのように一致するか？
• RQ4 正の質量階層および逆の質量階層の両方におけるニュートリノ混合角の許容パラメータ領域は何か？

主な発見

• Zee-Babuモデルは、最新のニュートリノ振動データ、特に大きな$\theta_{13}$を、実験的観測と整合的に適合させることができる。
• 正のニュートリノ質量階層では、メジャノン位相$\alpha_{21}$および$\alpha_{31}$がゼロに予測される。
• 逆の質量階層では、位相$\alpha_{31}$が$2\pi$に予測され、他のメジャノン位相はゼロのままとなる。
• ディラックCP位相$\delta$は、0または$\pi$の値をとるという予測であり、特定の構成で最大のCP対称性破れを示す。
• 零ニュートリノ双ベータ崩壊を支配する有効メジャノン質量は、現在の実験的制約および理論的期待と整合している。
• モデルが予測するニュートリノ質量の合計は、宇宙論的観測およびニュートリノ振動データから得られる制約の範囲内に留まる。