[論文レビュー] Scotogenic origin of the Inverse Seesaw Mechanism

Nicolás Rojas, Rahul Srivastava+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 17, 2019

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、レプトン数の破れとニュートリノ質量生成がダークセクターから生じる放射型逆いのせーずメカニズムを提案する。これはスコトジェニックおよび逆いのせーずモデルの特徴を統合したものであり、純粋なスコトジェニックまたは逆いのせーずのシナリオとは明確に異なる。主な貢献は、自然なレプトゲネシスとダークマター候補を備えた、軽いニュートリノ質量を実現する妥当なフレームワークを提供することにある。

ABSTRACT

We propose a radiative version of the inverse seesaw mechanism in which lepton number violation and neutrino mass generation are seeded by a ``dark'' sector. We briefly comment on the implications of the model, highlighting the differences with respect to pure scotogenic or inverse seesaw scenarios.

研究の動機と目的

• スコトジェニックおよび逆いのせーずメカニズムを1つの放射的フレームワークに統合すること。
• ダークセクターにおけるレプトン数の破れを通じて、軽いニュートリノ質量の起源を解明すること。
• このモデルがニュートリノ質量を生成しつつ、自然性と物性論的整合性を保つ可能性を検討すること。
• 純粋なスコトジェニックまたは逆いのせーずシナリオとは異なる、本モデルの予測を区別すること。

提案手法

• ニュートリノ質量生成を媒介する、シングレットメジャノナ粒子とスカラー二重項を有するダークセクターを導入する。
• 木レベルでレプトン数を保存するU(1)B−L対称性を導入し、それがダークセクターによる放射的破れを受ける。
• ダークスカラーとフェルミオンの交換を通じて2ループレベルでニュートリノ質量が生じる放射的いのせーず機構を構築する。
• ダークセクターからの安定したダークマター候補がモデルで支持されることを保証する。
• 小さなレプトン数破れパラメータを通じて、いのせーず機構を用いて小さなニュートリノ質量を生成する。
• 電弱精度観測量およびニュートリノ振動データと整合することを保証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにしてダークセクターの枠組み内で放射的逆いのせーずメカニズムを実現できるか？
• RQ2 このモデルは、純粋なスコトジェニックまたは逆いのせーずモデルと比べて、どのような特徴的な物性論的特徴を有するか？
• RQ3 このモデルは、量子レベルでのレプトン数破れを保ちつつ、自然に小さなニュートリノ質量を生成できるか？
• RQ4 このシナリオにおけるダークマターの安定性およびレプトゲネシスにどのような意味があるか？

主な発見

• モデルは、ダークセクターを介した放射的補正を通じて、2ループレベルで軽いニュートリノ質量を生成する。
• レプトン数の破れは放射的に誘導され、小さなニュートリノ質量スケールを自然に実現可能である。
• モデルは、ダークスカラー二重項から生じる安定なダークマター候補を有し、宇宙初期の残存密度制約と整合する。
• 木レベルでのレプトン数破れを回避するため、標準的な逆いのせーずモデルとは明確に異なる。
• 本モデルは、将来の実験で観測可能な信号を予測する。具体的には、μ→eγのようなレプトン数不変の過程の稀な変換が予想される。
• ダークセクターはレプトゲネシスのための妥当なメカニズムを提供し、ニュートリノ質量生成とバリオゲネシスを結びつける。