[논문 리뷰] A New Approach to Yukawa Textures in Supersymmetric Unified Models With Gauged Family Symmetries

B. C. Allanach, Stephen F. King외 2명|arXiv (Cornell University)|1996. 10. 28.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 게이지 가족 대칭을 갖는 새로운 초대칭 통합 모델을 제안하며, Pati-Salam 게이지 군 SU(4)×SU(2)_L×SU(2)_R와 U(1)_X 가족 대칭을 사용하여 Clebsch 및 요카프 텍스처 제로를 생성한다. 이 모델은 쿼크 질량과 혼합에 대해 낮은 카이제곱 적합도를 달성한다—두 텍스처 집합에 대해 각각 0.39와 1.02이며, 통합 쿼크-레프톤 구조와 자발적 대칭 붕괴를 통해 예측 능력을 입증한다.

ABSTRACT

The origin of texture zeroes in the Yukawa matrices may be accounted for by appealing to a broken gauged family symmetry such as U(1)_X, where such symmetries arise naturally from string theories. In order to improve the predictive power of such models we appeal to quark-lepton unification where additional Clebsch texture zeroes appear, leading to an entirely new class of models. We illustrate these ideas in the context of the Pati-Salam gauge group SU(4)xSU(2)_LxSU(2)_R supplemented by a U(1)_X gauged family symmetry. The gauge symmetries are broken down to those of the minimal supersymmetric standard model which is the effective theory below 10^16 GeV. The combination of the U(1)_X family symmetry and the Pati-Salam gauge group leads to a successful and predictive set of Yukawa textures involving both kinds of texture zeroes. We discuss both symmetric and non-symmetric textures in models of this kind, and in the second case perform a detailed numerical fit to the charged fermion mass and mixing data. Two of the Yukawa textures allow a low energy fit to the data with a total chi^2 of 0.39 and 1.02 respectively, for three degrees of freedom.

연구 동기 및 목표

• 게이지 가족 대칭을 갖는 통합 프레임워크에 포함시켜 요카프 행렬의 텍스처 제로의 기원을 설명하는 것.
• 쿼크-레프톤 통합과 U(1)_X 가족 대칭을 조합하여 초대칭 대통합 이론의 예측 능력을 향상시키는 것.
• Clebsch 및 요카프 텍스처 제로가 게이지 및 가족 대칭의 구조에서 자연스럽게 유도되는 현실적인 모델을 구성하는 것.
• 양성 페르미온 질량과 혼합 각도에 대한 모델의 정밀한 수치적 적합을 수행하여 높은 정밀도를 달성하는 것.

제안 방법

• 통합군으로 SU(4)×SU(2)_L×SU(2)_R를 사용하며, 10^16 GeV에서 최소 초대칭 표준 모형으로 붕괴된다.
• 자기적으로 붕괴되는 U(1)_X 게이지 가족 대칭을 도입하여 요카프 행렬의 텍스처 제로를 유도한다.
• Pati-Salam 게이지 구조와 U(1)_X 양자수의 상호작용으로 대칭 및 비대칭 요카프 텍스처를 유도한다.
• Clebsch-Gordan 계수를 사용하여 통합 이론의 대칭적 구조를 저에너지에서 관측되는 페르미온 질량과 혼합에 연결한다.
• 쿼크 및 양성 레프톤 질량과 혼합 각도의 실험 데이터에 대해 수치적 적합을 수행하며, 자유도 3개에 대해 카이제곱을 최소화한다.
• 적합된 카이제곱 값과 관측된 페르미온 데이터를 비교하여 모델의 예측 능력을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초대칭 대통합 이론에서 게이지 가족 대칭을 갖는 경우, 요카프 행렬의 텍스처 제로는 어떻게 체계적으로 생성될 수 있는가?
• RQ2 쿼크-레프톤 통합은 U(1)_X 가족 대칭을 갖는 모델의 예측 능력을 어떻게 향상시키는가?
• RQ3 U(1)_X 대칭을 갖는 Pati-Salam 기반 모델이 관측된 양성 페르미온 질량과 혼합 각도를 높은 정확도로 재현할 수 있는가?
• RQ4 대칭적 및 비대칭적 요카프 텍스처는 페르미온 질량의 현상학에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 페르미온 부문의 자유도 3개에 대해 통합 모델의 카이제곱은 얼마나 낮아질 수 있는가?

주요 결과

• Pati-Salam 게이지 군과 U(1)_X 가족 대칭의 상호작용을 통해 Clebsch 및 요카프 텍스처 제로가 성공적으로 생성된다.
• 두 개의 서로 다른 비대칭 요카프 텍스처 집합이 페르미온 데이터에 대해 뛰어난 적합도를 보이며, 자유도 3개에 대해 카이제곱 값이 각각 0.39와 1.02이다.
• 낮은 카이제곱 값은 높은 예측 능력과 쿼크 및 양성 레프톤 질량, 혼합 각도에 대한 실험 데이터와의 강력한 일치를 나타낸다.
• 쿼크-레프톤 통합의 포함으로 추가적인 Clebsch 텍스처 제로가 발생하여, 표준 텍스처 제로 모델을 초월한 요카프 행렬의 구조가 풍부해진다.
• Pati-Salam 군이 10^16 GeV에서 최소 초대칭 표준 모형으로 일관된 붕괴 패턴을 실현한다.
• 결과적으로, 통합 모델에서 게이지 가족 대칭이 페르미온 질량에 대해 현실적이며 매우 제약된 프레임워크를 가능하게 한다는 것이 입증된다.