[論文レビュー] Right Handed Neutrino Currents in the SU(3)_LxU(1)_N Electroweak Theory

H. N. Long|arXiv (Cornell University)|Mar 9, 1996

Quantum and Classical Electrodynamics参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、低エネルギー物理的観測と整合性を保つために、右手スピンのニュートリノを縮重スピン状態として扱う代わりに量子補正として扱うことで、SU(3)_L × U(1)_N 拡張電弱模型における右手スピンのニュートリノカレントを調査している。Zボソンの崩壊から得られるデータにより、混合角 ϕ に対して厳密な制約（−0.00285 ≤ ϕ ≤ 0.00018）が得られ、新しい中性ゲージボソン Z² の質量には 400 GeV 以上の下限が得られている。また、対称性の破れ階層を用いて、非ヒルベルト的ゲージボソン Y± および X⁰ の質量に対しても制約が与えられている。

ABSTRACT

A version of the $\mbox{SU(3)}_L\otimes \mbox{U(1)}_N$ electroweak theory in which there are right-handed neutrino currents is reconsidered in detail. We argue that in order to have a result consistent with low-energy one, the right-handed neutrino component must be treated as correction instead of an equivalent spin state. The data from the $Z$-decay allow us to fix the limit for $ϕ$ as $-0.00285 \leq ϕ\leq 0.00018$. From the neutrino neutral current scattering, we estimate a bound for the new neutral gauge boson $Z^2$ mass in the range of 400 GeV. A bound for the new charged and neutral (non-Hermitian) gauge bosons $Y^{\pm}, X^o$ is also obtained from symmetry-breaking hierarchy.

研究の動機と目的

• 右手スピンニュートリノカレントを含む SU(3)_L × U(1)_N 電弱理論を、低エネルギーの現象論と整合する形で再表現すること。
• 右手スピンニュートリノを等価なスピン状態として扱うことで生じる矛盾を解消するため、それらを量子補正として再定義すること。
• Zボソン崩壊からの実験的データを用いて、混合パラメータ ϕ の制約を求めること。
• ニュートリノ中性流散乱を用いて、新しい中性ゲージボソン Z² の質量を推定すること。
• 対称性の破れ階層を用いて、非ヒルベルト的ゲージボソン Y± および X⁰ の質量に上限を導出すること。

提案手法

• 右手スピンニュートリノカレントを含む SU(3)_L × U(1)_N ゲージ理論を拡張し、右手成分を左対称カレントに対する摂動的補正として扱う。
• Zボソン崩壊データの分析により、低エネルギー制約を適用し、混合角 ϕ を固定する。
• ニュートリノ中性流散乱過程を用いて、Z² ゲージボソン質量の下限を導出する。
• 対称性の破れ階層を用いて、電荷を有する非ヒルベルト的ゲージボソン Y± および中性の X⁰ の質量を制約する。
• 左対称と右対称ニュートリノ状態の縮重を避けることで理論的整合性を確保し、後者を補正として扱う。
• 実験的限界とモデルフレームワーク内での理論的整合性条件を用いて、数値的境界を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 右手スピンニュートリノカレントを、低エネルギー制約を破らない形で SU(3)_L × U(1)_N 電弱模型に一貫して組み込むにはどうすればよいか？
• RQ2 Zボソン崩壊データに基づいて、混合パラメータ ϕ の許容範囲は何か？
• RQ3 ニュートリノ中性流散乱を用いて、新しい中性ゲージボソン Z² の質量にどの程度の下限を設定できるか？
• RQ4 対称性の破れ階層は、非ヒルベルト的ゲージボソン Y± および X⁰ の質量にどのように制約を加えるか？
• RQ5 なぜ右手スピンニュートリノを縮重状態ではなく補正として扱う必要があるのか、実験的観測と整合性を保つために。

主な発見

• Zボソン崩壊データに基づき、混合パラメータ ϕ は区間 −0.00285 ≤ ϕ ≤ 0.00018 に制約される。
• ニュートリノ中性流散乱を用いた分析から、新しい中性ゲージボソン Z² の質量は 400 GeV 以上であると推定される。
• 非ヒルベルト的ゲージボソン Y± および X⁰ は、対称性の破れ階層を用いて制約されているが、正確な質量は特定されていない。
• 右手スピンニュートリノを縮重スピン状態ではなく補正として扱うことは、低エネルギー観測と整合性を保つために不可欠である。
• 特に中性流相互作用の文脈において、与えられた実験的および理論的制約の範囲で、モデルは妥当性を保っている。
• 量子補正を適切に取り入れた場合、右手スピンニュートリノカレントを含む SU(3)_L × U(1)_N モデルは、有効性を支持する。