[論文レビュー] Short review about the MSSM with three right-handed neutrinos (MSSM3RHN)

M. C. Rodriguez|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 2020

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 67被引用数 6

ひとこと要約

本稿では、3つの右手型ニュートリノを含む最小超対称標準模型（MSSM3RHN）について包括的なレビューを提供する。MSSMに超場を介した重いメジャナ型ニュートリノを追加することで拡張され、超空間形式を用いてラグランジアンを構築し、ヤコビ係数結合とソフトなSUSY破れ項を通じてニュートリノおよびスネートリノの質量を導出する。さらに、SUSYB-L、SUSYLR、および2つのSUSYGUTと呼ばれる広範な超対称フレームワークとも接続され、すべてのモデルがニュートリノ質量生成とレプトゲネシスのための3つの右手型ニュートリノを特徴として持つ。

ABSTRACT

We give a review about the Minimal Supersymmetric Standard Model with three right-handed neutrinos (MSSM3RHN). We, first introduce the minimal set of fields to built this model in their superfields formalism. After it, we build the lagrangian of the model in the superspace formalism and also introduce the soft terms to break SUSY. We show how to get masses to the neutrinos and sneutrinos in this model.

研究の動機と目的

• ニュートリノ質量と混合を説明するため、3つの右手型ニュートリノ超場を導入することで、最小超対称標準模型（MSSM）を拡張すること。
• 超空間形式を用いてMSSM3RHNの完全なラグランジアンを構築すること（超ポテンシャルとソフト破れ項を含む）。
• 超対称的文脈において、ヤコビ係数結合とミラー効果を介してニュートリノおよびスネートリノのメジャナ型質量がどのように生じるかを示すこと。
• SUSYB-L、SUSYLR、および2つのSUSYGUTの超対称的枠組みとMSSM3RHNを接続すること。これらのすべてのモデルは、ニュートリノ質量生成とレプトゲネシスのための3つの右手型ニュートリノを特徴として持つ。
• 重い右手型ニュートリノを有する超対称フレームワークにおいて、レプトゲネシス、ダークマター、およびフレーバー物理学を検討する基盤を提供すること。

提案手法

• モデルは超場を用いて定式化され、MSSMのスペクトルに3つの右手型ニュートリノフェルミオン超多重項が追加される。
• 超ポテンシャルには、電荷を帯びたレプトンおよびメジャナ型ニュートリノのヤコビ係数結合が含まれ、軽いニュートリノ質量にミラー効果をもたらす。
• ラグランジアンは超空間において構築され、すべての場（ゲージノおよびスフェルミオンの相互作用を含む）に対してF項、D項、および運動項が含まれる。
• ソフトなSUSY破れ項は、スカラー粒子の対応する質量項とゲージノ質量を介して導入され、ゲージ不変性とR対称性を保つ。
• ニュートリノ質量行列はミラー効果を介して導出され、軽いニュートリノ質量は大きな右手型ニュートリノ質量によって抑制される。
• SUSYB-L、SUSYLR、および2つのSUSYGUTモデルといったより大きな枠組みに埋め込まれており、これらすべてが自然に3つの右手型ニュートリノを含む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超対称性とゲージ不変性を保ちつつ、MSSMに3つの右手型ニュートリノを一貫して拡張する方法は何か？
• RQ2 MSSM3RHNにおける超ポテンシャルとソフト破れラグランジアンの構造は何か？また、それらはどのようにニュートリノ質量を生成するか？
• RQ3 MSSM3RHNにおけるミラー効果とヤコビ係数結合は、軽いメジャナ型ニュートリノ質量と重い右手型ニュートリノ状態をどのように導くか？
• RQ4 MSSM3RHNは、超対称的文脈におけるレプトゲネシスとバリオジェネシスにどのような意味を持つか？
• RQ5 MSSM3RHNは、SUSYGUTや左対称モデル（SUSYLR、SUSYB-L）といった他の超対称的統一理論とどのように関係しているか？

主な発見

• MSSM3RHNモデルは、ミラー効果を介して軽いメジャナ型ニュートリノ質量を効果的に生成する。軽いニュートリノ質量行列は $ f^ u_{ij} \frac{v^2}{M_R} $ に比例し、ここで $ v $ はヒッグス真空期待値、$ M_R $ は右手型ニュートリノの質量スケールである。
• モデルは、F項、D項、およびすべての超場（右手型ニュートリノ超多重項を含む）の運動項を含む、超空間形式における完全なラグランジアンを含む。
• ソフトなSUSY破れ項は一貫して導入され、R対称性が保たれ、物理的に妥当なスフェルミオンおよびゲージノ質量が得られる。
• SUSYB-L、SUSYLR、および2つのSUSYGUTモデルといったより大きな枠組みに自然に埋め込まれており、これらすべてが3つの右手型ニュートリノを特徴とし、ニュートリノ質量とレプトゲネシスを説明可能である。
• MSSM3RHNにおけるミラー効果は、小さなニュートリノ質量を生成する有効なメカニズムを提供し、重い右手型ニュートリノの崩壊を通じたレプトゲネシスの可能性を許容する。
• モデルは、ニュートリノ振動、ダークマター（スネートリノLSPを介して）、および超対称的標準模型への拡張におけるフレーバー変換過程を検討する一貫したフレームワークを提供する。