[論文レビュー] Supersymmetric Model of Radiative Seesaw Majorana Neutrino Masses

Ernest Ma|ArXiv.org|Jul 12, 2006

Dark Matter and Cosmic Phenomena被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、$Z_2 \times Z_2'$対称性を用いて、軽い$N_i$状態を安定化させ、スカラーおよびフェルミオンの交換を通じて1ループでニュートリノ質量を生成するメカニズムを実現する、メソンニュートリノ質量の超対称的拡張を提案する。このモデルは低スケールのレプトゲネシス（$\sim10^7$ GeV）を可能にし、複数の安定粒子を含むマルチコンポーネントのダークマター領域を予測する。LHCで探索可能である可能性がある。

ABSTRACT

The radiative seesaw mechanism proposed recently is minimally extended to include supersymmetry in a specific model. Relevant related issues such as leptogenesis and dark matter are discussed.

研究の動機と目的

• ラジエーティブシー・メカニズムを超対称的フレームワークに拡張し、その主要な特徴を保つこと。
• 超対称的文脈において必要な四次スカラー相互作用を組み込む課題に対処すること。
• このモデルにおける低スケールのレプトゲネシスとマルチコンポーネントのダークマターの妥当性を検討すること。
• このモデルが大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で現象的に妥当で、テスト可能であることを保証すること。

提案手法

• 超場を分類し、望ましくない項を禁止するために$Z_2 \times Z_2'$離散的対称性を導入する。
• 新しい超場を仮定する：$N_i$（メイソン単位体）、$\eta_{1,2}$（ダブルットスカラー）、$\chi$（シングレットスカラー）、それぞれ特定の$Z_2$および$Z_2'$荷重を持つ。
• Yukawa結合$h_{ij}$、三線形項$\lambda_1, \lambda_2$、$N_i$のメイソン質量項$M_{ij}$を含む超ポテンシャル$W$を構築し、1ループでニュートリノ質量が生成されることを保証する。
• $Z_2'$対称性を用いて、$N_i$の木レベルメイソン質量を禁止し、シー・メカニズムがラジエーティブであることを保証する。
• $\eta^0_2$がゼロの真空期待値を持つことを保証し、標準的シー・メカニズムを防ぐ。
• $\tilde{N}_k$、$\tilde{\chi}$、$\tilde{\eta}^0_2$を内部状態として含む1ループニュートリノ質量図を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ラジエーティブシー・メカニズムは、禁止される項を導入せずに、超対称的フレームワークに一貫して埋め込めるか？
• RQ2 $Z_2 \times Z_2'$対称性がニュートリノ質量生成およびレプトン数破れに与える影響は何か？
• RQ3 重力子の制約に適合する低スケールでの成功したレプトゲネシスは可能か？
• RQ4 このモデルにおけるダークマターの性質は何か？複数の安定粒子から成り得るか？
• RQ5 モデル内の新しい粒子（例：$\eta_{1,2}$、$\chi$）はLHCで探索可能か？

主な発見

• $Z_2 \times Z_2'$対称性を持つ超ポテンシャルにより、1ループラジエーティブメイソンニュートリノ質量が実現され、最も軽い$N_i$がその過程を媒介する。
• レプトゲネシスは、ループ因子による抑制のおかげで、標準的シー・スケールよりもはるかに低い$10^7$ GeVの低スケールで実現可能である。
• ダビデソン＝イバラのレプトゲネシスの上限は、少なくとも2桁以上低下し、宇宙論的制約に反しない範囲でより軽い$N_i$を許容できる。
• ダークマターはマルチコンポーネントである：$R$-奇数および$Z_2'$対称性の下で安定な粒子が共存可能であり、質量階層に応じて$\tilde{N}_k$、$\tilde{\chi}$、$\tilde{\eta}^0_1$からの寄与が考えられる。
• 新しいスカラーおよびフェルミオン状態（$\eta_{1,2}$、$\chi$、$\tilde{N}_i$）は、予想されるTeVスケールにあり、したがって大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で探索可能である。