[論文レビュー] R-Symmetry in MSSM and Beyond with Several Consequences

G. Lazarides, Qaisar Shafi|arXiv (Cornell University)|Mar 20, 1998

Statistical Mechanics and Entropy被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、物質パリティを含むMSSMにおけるU(1) R対称性が、自然にバリオン数を保存し、see-saw機構または重いSU(2)_L三重項を介してニュートリノ質量を生成可能であると提唱する。Peccei-Quinn対称性と組み合わせることで、強いCP問題とμ問題を同時に解決し、重粒子生成が宇宙のバリオン非対称性を説明する。

ABSTRACT

The supersymmetric sector of minimal supersymmetric standard model (MSSM) possesses a U(1) R-symmetry which contains Z_2 matter parity. Non-zero neutrino masses, consistent with a 'redefined' R-symmetry, are possible through the see-saw mechanism and/or a pair of superheavy (mass M) SU(2)_L triplets with vev of order M^2_W/M. If this R-symmetry is respected by the higher order terms, then baryon number conservation follows as an immediate consequence. In the presence of right handed neutrinos, the observed baryon asymmetry of the universe arises via leptogenesis. An interplay of R- and Peccei-Quinn symmetry simultaneously resolves the strong CP and mu problems.

研究の動機と目的

• MSSMにおけるU(1) R対称性がバリオン数を保存し、軽いニュートリノ質量を生成する役割を調査すること。
• R対称性をPeccei-Quinn対称性と拡張することで、強いCP問題とμ問題を同時に解決するメカニズムを調査すること。
• 右巻きニュートリノを含むR対称性枠組み内での重粒子生成のメカニズムを検討すること。
• 高次項との整合性とバリオン数保存への影響を分析すること。

提案手法

• Z_2物質パリティを部分群として含むMSSMにおけるU(1) R対称性を導入する。
• R対称性を保ちつつ、see-saw機構を用いて非ゼロのニュートリノ質量を生成する。
• 真空期待値が約M²_W/Mである超重いSU(2)_L三重項ヒッグス場のペアを検討し、ニュートリノ質量を生成する。
• 高次項がR対称性を尊重することを要請し、バリオン数保存を保証する。
• 右巻きニュートリノを導入して重粒子生成を可能にし、観測されたバリオン非対称性をレプトン数の破れと関連付ける。
• R対称性とPeccei-Quinn対称性を組み合わせ、強いCP問題とμ問題を同時に解決する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MSSMにおけるR対称性は、超ポテンシャルの高次項を通じてどのようにバリオン数保存を保証するか？
• RQ2 R対称性を保ちつつ、非ゼロのニュートリノ質量を生成するメカニズムは何か？
• RQ3 R対称性枠組み内での重粒子生成は、観測された宇宙のバリオン非対称性を説明できるか？
• RQ4 R対称性とPeccei-Quinn対称性の相互作用は、強いCP問題とμ問題の両方をどのように同時に解決するか？
• RQ5 R対称性は、超ポテンシャルの構造と重いヒッグス三重項の質量スケールにどのような意味を持つのか？

主な発見

• MSSMにおけるU(1) R対称性はZ_2物質パリティを含み、高次項においても対称性が保たれる限りバリオン数が保存される。
• R対称性を保ちつつ、see-saw機構を用いて非ゼロのニュートリノ質量を生成可能である。
• ニュートリノ質量の代替メカニズムとして、真空期待値がM²_W/M程度の超重いSU(2)_L三重項ヒッグス場のペアが存在する。
• 右巻きニュートリノの存在により重粒子生成が可能となり、観測された宇宙のバリオン非対称性が説明可能である。
• R対称性とPeccei-Quinn対称性を同時に実装することで、強いCP問題とμ問題の両方を解決できる。
• R対称性枠組みは、バリオン数保存、ニュートリノ質量生成、およびバリオゲネシスを一貫して統合するメカニズムを提供する。