[논문 리뷰] Bimaximal neutrino mixing from a local SU(2) horizontal symmetry

Ravi Kuchimanchi, Rabindra N. Mohapatra|arXiv (Cornell University)|2002. 07. 08.

Neutrino Physics Research인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 두 개의 오른쪽 수체 중성류를 포함하는 세이프 메커니즘을 통해 근사 이중최대 중성류 혼합을 설명하는 국소적 SU(2)H 수평 대칭을 제안한다. 이 대칭은 두 개의 가벼운 중성류를 보호하면서, 세 번째 오른쪽 수체 중성류가 자연스럽게 초중량이 되도록 유도하여, 역대칭 질량 구조를 자연스럽게 이끌어내며, 태양 혼합 각도와 Ue3 사이의 검증 가능한 상관관계를 예측한다.

ABSTRACT

Freedom from global anomalies in the presence of a local ${\mathrm{SU}(2)}_{H}$ horizontal symmetry under which right-handed charged leptons transform nontrivially requires that there be at least two right-handed neutrinos with masses of order of the horizontal symmetry breaking scale. If a third right-handed neutrino is introduced to satisfy quark lepton symmetry, it is unprotected by the horizontal symmetry, becomes superheavy with a Planck scale mass, and decouples from lower-energy physics. The resulting seesaw mechanism with two right-handed neutrinos in combination with the horizontal symmetry leads naturally to a near bimaximal pattern for the neutrino mixing with an inverted mass hierarchy and is compatible with all data. It predicts a correlation between the solar mixing angle and ${U}_{e3}$ that is testable in the proposed long baseline experiments.

연구 동기 및 목표

• 이론적으로 일관된 방식으로 관측된 근사 이중최대 중성류 혼합 패턴을 설명하기 위해.
• 글로벌 대칭의 이질성을 해결하기 위해 글로벌 대칭을 국소적 SU(2)H 게이지 대칭으로 승격시키기 위해.
• 두 개의 가벼운 중성류와 하나의 초중량 오른쪽 수체 중성류를 가진 자연스러운 역대칭 중성류 질량 구조 메커니즘을 유도하기 위해.
• 태양 혼합 각도와 반응기 혼합 각도 Ue3 사이의 상관관계를 장기 기준 실험에서 검증 가능한 방식으로 예측하기 위해.

제안 방법

• 오른쪽 수체 전하 렙톤이 비자명하게 변환되는 국소적 SU(2)H 수평 게이지 대칭을 도입하기.
• SU(2)H 하에서의 이상성 제거 조건을 요구하여 오른쪽 수체 중성류의 수와 양자수를 제약하기.
• 수평 대칭 붕괴 스케일 근처에서 질량을 가진 최소 두 개의 오른쪽 수체 중성류 존재를 도입하기.
• 쿼크-렙톤 대칭을 충족시키기 위해 세 번째 오른쪽 수체 중성류를 도입하며, 이는 SU(2)H에 의해 붕괴되지 않아 플랑크 스케일 질량을 얻는다.
• 오직 두 개의 가벼운 오른쪽 수체 중성류만을 포함하는 세이프 메커니즘을 구현하여 특정 텍스처를 가진 세이프 행렬을 이끌어내기.
• SU(2)H 대칭과 이상성 제거 조건의 제약 하에서 도출된 중성류 혼합 행렬과 질량 스펙트럼을 유도하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 국소적 SU(2)H 수평 대칭은 어떻게 자연스럽게 이중최대 중성류 혼합을 설명할 수 있는가?
• RQ2 이상성 제거는 오른쪽 수체 중성류의 수와 질량에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 쿼크-렙톤 대칭을 위해 필요로 하는 세 번째 오른쪽 수체 중성류의 포함은 저에너지 중성류 스펙트럼에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 이 모델에서 태양 혼합 각도와 Ue3 사이의 예측 상관관계는 무엇인가?
• RQ5 결과로 도출된 중성류 질량 구조는 현재의 실험 데이터와 일치하는가?

주요 결과

• 국소적 SU(2)H 대칭에서의 이상성 제거 조건은 수평 대칭 붕괴 스케일 근처에서 질량을 가진 최소 두 개의 오른쪽 수체 중성류가 필요하다는 것을 요구한다.
• 쿼크-렙톤 대칭을 위해 필요로 하는 세 번째 오른쪽 수체 중성류는 수평 대칭에 의해 보호되지 않으며, 플랑크 스케일 질량을 얻어 저에너지 물리에서 분리된다.
• 오직 두 개의 가벼운 오른쪽 수체 중성류만을 포함하는 세이프 메커니즘은 자연스럽게 근사 이중최대 혼합 패턴을 이끌어낸다.
• 이 모델은 현재의 모든 중성류 진동 실험 데이터와 일치하는 역대칭 중성류 질량 구조를 예측한다.
• 장기 기준 실험에서 탐지 가능한 태양 혼합 각도와 반응기 혼합 각도 Ue3 사이의 상관관계가 도출된다.
• 이 프레임워크는 정밀 조정 없이도 관측된 중성류 혼합 구조의 역학적이고 이상성 없는 기원을 제공한다.