[論文レビュー] Renormalizable Adjoint SU(5) Model

P. Perez|arXiv (Cornell University)|Feb 28, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、SU(5)ゲージ対称性に基づく再帰的可重整化の統一理論を提案し、すべてのフェルミオン質量を生成するために、5_H および 45_H の2つのヘイグス多重項のみを用いる。ニュートリノ質量はタイプIIIおよびタイプIのシーイズ機構によって生じ、モデルは陽子安定性と、随伴表現に属するフェルミオンの非平衡崩壊による熱的レプトゲネシスを支持する。

ABSTRACT

We investigate the possibility to find the simplest renormalizable grand unified theory based on the SU(5) gauge symmetry. We find that it is possible to generate all fermion masses with only two Higgs bosons, 5_H and 45_H. In this context the neutrino masses are generated through the type III and type I seesaw mechanisms. The predictions coming from the unification of gauge couplings and the stability of the proton are discussed in detail. In this theory the leptogenesis mechanism can be realized through the out of equilibrium decays of the fermions in the adjoint representation.

研究の動機と目的

• SU(5)ゲージ対称性に基づく、最も単純な再帰的可重整化の統一理論を構築すること。
• 基本的5_Hおよび45_H表現の2つのヘイグス多重項のみを用いて、すべてのフェルミオン質量を生成すること。
• ニュートリノ質量生成のためのタイプIおよびタイプIIIのシーイズ機構を実現すること。
• ゲージ結合定数の統一と陽子安定性と整合すること。
• 随伴（45）表現に属するフェルミオンの非平衡崩壊を通じて、熱的レプトゲネシスを可能にすること。

提案手法

• 基本的5_Hおよび対称的45_H表現の2つのヘイグス多重項を用いた、SU(5)ゲージ群の最小的ヘイグス内容の採用。
• レプトゲネシスを媒介し、シーイズ機構に寄与する、随伴（45）表現に属するフェルミオンの導入。
• 45_Hを用いて、右手性ニュートリノのメジャノン質量をタイプIシーイズ機構によって生成。
• 5_Hおよび45_Hを用いてディラック質量を生成し、トリプレット成分を介してタイプIIIシーイズ機構を誘発。
• 1ループのRGEを用いてゲージ結合定数の統一を分析し、実験的制約との整合性を検証。
• 次元6のオペレーターを介して陽子崩壊断面積を評価し、モデル構造下での安定性を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2つのヘイグス多重項のみを用いて、完全に再帰的可重整化のSU(5) GUTを構築可能か？
• RQ2 5_Hおよび45_Hヘイグス場は、ニュートリノを含むすべてのフェルミオン質量をどのように生成するか？
• RQ3 随伴表現に属するフェルミオンは、熱的レプトゲネシス実現において果たす役割は何か？
• RQ4 このモデルにおいて、陽子崩壊は実験的限界と整合的か？
• RQ5 この最小的で再帰的可重整化のSU(5)フレームワークにおいて、ゲージ結合定数の統一は成立するか？

主な発見

• モデルは、5_Hおよび45_Hの2つのヘイグス多重項のみを用いて、全フェルミオン質量の生成を達成する。
• ニュートリノ質量は、タイプIおよびタイプIIIのシーイズ機構の両方によって生成され、軽い励起ニュートリノを可能にする。
• モデルは、次元6のオペレーターのレベルで陽子安定性を予測し、現在の実験的限界と整合的である。
• ゲージ結合定数の統一は保持され、SU(5) GUTフレームワークの妥当性を支持する。
• 随伴表現に属するフェルミオンの非平衡崩壊を通じて、熱的レプトゲネシスが実現される。
• モデルは再帰的可重整化かつ最小的であり、SU(5) GUTの明確で予測可能な拡張を提供する。