[論文レビュー] Neutrino oscillation, SUSY GUT and B decay

Seungwon Baek, T. Goto+2 more|CERN Bulletin|Feb 14, 2000

Neutrino Physics Research被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、右側のニュートリノを含む超対称的SU(5)の統一理論において、フレーバー変換を伴う中性荷電現在と軽レプトンフレーバー違反を調査し、大きなニュートリノ混合角が、最大30％の時間依存CP非対称性を示す放射性B崩壊において、標準模型を超える顕著な変動を引き起こす可能性があることを示している。その効果は、重い右側ニュートリノのカップリングを通じて、右側スleptonおよびスクォーク系における正規化群によるフレーバー混合に起因する。

ABSTRACT

Effects of supersymmetric particles on flavor changing neutral current and lepton flavor violating processes are studied in the supersymmetric SU(5) grand unified theory with right-handed neutrino supermultiplets. Using input parameters motivated by neutrino oscillation, it is shown that the time-dependent CP asymmetry of radiative B decay can be as large as 30% when the $τ o μγ$ branching ratio becomes close to the present experimental upper bound. We also show that the $B_s$--$\bar{B}_s$ mixing can be significantly different from the presently allowed range in the standard model.

研究の動機と目的

• 超対称的統一理論に右側ニュートリノを含む場合、軽レプトンフレーバー違反およびフレーバー変換を伴う中性荷電現在に与える影響を調査すること。
• 特に第二および第三世代における大きな混合が、希少B崩壊およびCP非対称性に与える影響を解明すること。
• 将来のB→J/ψK_Sの時間依存CP非対称性およびBs–Bs混合の測定が、標準模型を超える新しい物理を探る手がかりとなるかどうかを検証すること。
• 現在の実験的制限を踏まえて、τ→μγおよび他のLFV過程の検出可能性を評価すること。

提案手法

• 右側ニュートリノスーパーマルチプレットを含む超対称的SU(5)GUTモデルを構築し、小さなニュートリノ質量を説明するシー・サウのメカニズムを組み込む。
• プランクスケールからGUTスケールへの正規化群の発展を用い、ヤコビ・カップリングを通じてクォークおよびレプトン質量行列におけるフレーバー混合を生成する。
• グルアノおよび右側スレプトンループによるb→sγおよびBs–Bs混合への寄与を計算し、特にd̃R系に注目する。
• 低エネルギーMSSMにおける有効μνカップリングκν = f_N^T Mν^{-1} f_N を用いて、ニュートリノヤコビカップリングf_Nと関連付ける。
• μ→eγの分岐比、εK、Δmd、Δms/Δmdの実験的制限を適用し、パラメータ空間を制限する。
• 時間依存CP非対称性Atが、ニュートリノ混合行列におけるCP破れ位相δ13のプローブとして有効であるかを分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 第二および第三世代における大きなニュートリノ混合角が、SUSY GUTフレームワーク内でのB→J/ψK_S崩壊の時間依存CP非対称性に観測可能な変動を引き起こす可能性があるか？
• RQ2 右側ニュートリノカップリングに起因する新しい物理の寄与によって、Bs–Bs混合パラメータΔms/Δmdは、標準模型の予測からどの程度ずれるか？
• RQ3 τ→μγ分岐比が現在の実験的上限に近づいた場合、放射性B崩壊における時間依存CP非対称性Atの最大値はどの程度か？
• RQ4 ニュートリノ混合パラメータおよび右側ニュートリノ質量スケールに依存するLFV過程（例：τ→μγおよびμ→eγ）の予測はどのように変化するか？
• RQ5 B→J/ψK_SにおけるCP非対称性は、ニュートリノ混合行列におけるCP破れ位相δ13の異なる値を区別できるか？

主な発見

• δ13 = 75°の場合、B→J/ψK_Sにおける時間依存CP非対称性Atは最大0.65に達し、標準模型の値から顕著に逸脱する。
• τ→μγの分岐比は10⁻⁸に達する可能性があり、その場合、放射性B崩壊におけるCP非対称性は最大30％に達する。
• 右側スレプトン系の寄与により、Δms/Δmdの比は標準模型の予測に対して最大30％まで増幅される。
• このモデルは、GUTおよび右側ニュートリノ相互作用を含まない最小的スーパー重力モデルとは異なり、Bs–Bs混合に顕著なずれを予測する。
• 大きなtanβでは、μ→eγの制限がずれを抑制するが、tanβが小さい場合には、依然としてτ→μγおよびCP非対称性に観測可能な信号が残る。
• d̃R混合により、b→sγ振幅のヘリシティ構造が変化し、右側の光子振幅が顕著に増幅される。これは、標準模型では抑制されている。