[論文レビュー] The Problem of the Quark-Lepton Mass Spectrum

C.D. Froggatt|ArXiv.org|Nov 24, 1998

International Science and Diplomacy参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、質量保護や近似的なカイラルフレーバー対称性といった枠組みを用いて、クォーク・レプトン質量階層の起源を調査する。赤外固定点と複数の臨界点原理を用いたトプ・クォークおよびヒッグス粒子質量の動的計算を検討し、質量行列のテクスチャーとニュートリノ質量のパズルに対処する。標準模型を越える素粒子物理学における現象論的かつ包括的な枠組みを提示する。

ABSTRACT

We review some approaches to the quark-lepton mass problem. The ideas of mass-protection and approximate chiral flavour symmetries as a framework for resolving the mass hierarchy problem are presented. Dynamical calculations of the top quark and Higgs particle masses, based on infra-red fixed points and the so-called multiple point principle respectively, are discussed. We also consider mass matrix texture and the neutrino mass puzzle.

研究の動機と目的

• 標準模型内でのクォークおよびレプトン質量の大きな階層の未解決問題に取り組む。
• 質量保護や近似的なカイラルフレーバー対称性といった理論的枠組みを用いて、観測された質量スペクトルを説明することを検討する。
• 赤外固定点と複数の臨界点原理を用いた動的メカニズムにより、トップクォークおよびヒッグスボソン質量を予測する。
• 質量行列のテクスチャーとニュートリノ質量および混合角への影響を分析する。
• 質量生成とフレーバー構造を扱う、標準模型を越える理論的拡張の現象論的概要を提示する。

提案手法

• 大エネルギースケールが存在する中で小さな質量を抑制するための質量保護の概念を用いる。
• フェルミオン質量の階層的構造を説明するメカニズムとして、近似的なカイラルフレーバー対称性を適用する。
• 赤外固定点分析を renormalization group 方程式に適用し、トップクォーク質量の動的予測を実施する。
• ヒッグスポテンシャルにおける真空安定性と複数の臨界点を用いて、ヒッグスボソン質量を制約する複数の臨界点原理を適用する。
• クォークおよびレプトン質量行列におけるテクスチャー零点とパターンを分析し、背後にあるフレーバー対称性を推測する。
• 質量行列フレームワーク内でのニュートリノ質量（マヨラナ質量および混合角を含む）の意味を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クォークおよびレプトン質量の大きな階層を、一貫した理論的枠組み内でどのように説明できるか。
• RQ2 質量保護と近似的なカイラルフレーバー対称性は、観測された質量スペクトルをどの程度説明できるか。
• RQ3 赤外固定点と複数の臨界点原理を用いて、トップクォークおよびヒッグスボソン質量を動的に予測できるか。
• RQ4 クォークおよびレプトン質量と混合角に関する実験的データと整合する質量行列のテクスチャーのパターンは何か。
• RQ5 ニュートリノ質量と混合角は、レプトン質量行列の構造とその背後にある対称性をどの程度制約するか。

主な発見

• 質量保護と近似的なカイラルフレーバー対称性の組み合わせは、階層的フェルミオン質量スペクトルを説明する可能性のある妥当な枠組みを提供する。
• 赤外固定点に基づく動的計算により、実験的観測と整合するトップクォーク質量の予測が得られた。
• 複数の臨界点原理は、ヒッグスボソン質量に対して制約のある予測を導き、観測範囲に近い特定の値を示唆する。
• 質量行列におけるテクスチャー零点は、現在のクォークおよびレプトン質量と混合角のデータと整合することが判明した。
• ニュートリノ質量のパズルは未解決のままだが、テクスチャーに基づくモデルは、小さなニュートリノ質量と大きな混合角を理解する道筋を提供する。
• 本稿は、質量生成、フレーバー構造、真空安定性を統合的に扱う、標準模型を越える枠組みにおける現象論的プログラムを提示する。