[논문 리뷰] Cyclic permutation symmetry and texture zeros in inverse seesaw: A minimalistic approach

Rome Samanta, Ambar Ghosal|arXiv (Cornell University)|2015. 07. 09.

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한 줄 요약

이 논문은 순환 치환 대칭성과 최대 0 텍스처(6개)를 갖는 최소한의 역시어스 모델을 제안하여 중성자 질량을 생성한다. 라그랑지안에 대칭성을 도입하거나 효과적인 잔류 대칭으로 간주할 때, 이는 역행 중성자 질량 계열, 이중 최대 혼합, 비영인 θ₁₃, 제약된 CP 위상 및 향후 혼합 각도와 CP 위반의 정밀 측정에 의존하는 검증 가능한 예측을 예측한다.

ABSTRACT

Within the framework of inverse seesaw mechanism we investigate neutrino mass matrices invariant under cyclic permutation symmetry with maximal zero texture (6). We explore two dierent approaches to obtain the cyclic symmetry invariant form of the constituent matrices. In the rst one we consider explicit cyclic permutation symmetry on the elds in neutrino sector of the Lagrangian which dictates the emerged eective neutrino mass matrix ( m ) to be symmetry invariant and hence leads to a degeneracy in masses. We then consider explicit breaking of the symmetry through a dimensionless parameter 0 to remove the degeneracy and it is shown that for 0 < 1, this method doesn’t support the current neutrino oscillation global t data irrespective of the form of the charged lepton mass matrix. In the second method, we assume the cyclic symmetry invariant forms of the mass matrices are dictated by an eective residual symmetry of some larger symmetry group in the Lagrangian. Similar to the previous approach, considering maximal zero textures along with the cyclic symmetry in the constituents, in this method, the eective m leads to a bi-maximal type mixing. As the charged lepton mass matrix is not diagonal in general, nonzero 13 is generated thereafter from charged lepton sector. The scheme predicts a constraint range of the CP violating phases and atmospheric mixing angle along with an inverted hierarchical structure of the neutrino masses. Therefore the testability of the model crucially relies upon precise determination of the above parameters in future neutrino experiments.

연구 동기 및 목표

• 순환 치환 대칭성이 역시어스 메커니즘에서 중성자 질량 행렬에 미치는 영향을 탐색하기 위해.
• 순환 대칭성 제약 조건 하에서 최대 0 텍스처(6개)가 일관되게 실현될 수 있는지 조사하기 위해.
• 결과적으로 도출된 모델이 비영인 θ₁₃ 혼합 각도를 포함한 현재의 중성자 진동 데이터를 수용할 수 있는지 확인하기 위해.
• CP 위반 위상과 대기 중 혼합 각도에 대한 예측을 통해 모델의 검증 가능성 평가하기 위해.
• 두 가지 다른 접근 방식을 비교하기 위해: 라그랑지안 내에서의 명시적 대칭성과 더 큰 군으로부터 유도된 잔류 대칭성

제안 방법

• 라그랑지안 내의 중성자 섹터 필드에 명시적 순환 치환 대칭성을 도입하여 효과적 중성자 질량 행렬의 대칭성을 강제하기 위해.
• 무차원 매개변수 0을 도입하여 대칭성을 명시적으로 깨뜨려 중성자 질량의 degeneracy를 해소하고자 하였다.
• 순환 대칭성을 더 큰 군의 효과적 잔류 대칭으로 간주하며, 라그랑지안 내에서 기본적인 대칭으로서 고려하지 않음.
• 역시어스의 구성 요소 행렬에 최대 0 텍스처(6개)를 도입하여 효과적 질량 행렬의 구조를 제약함.
• 결과로 도출된 혼합 패턴을 분석하여, 비대칭적인 전하 렙톤 질량 행렬에서 기인한 비영인 θ₁₃의 발생을 특히 다룸.
• 두 대칭 실현 방식 하에서 전 세계 중성자 진동 피팅 데이터와의 모델의 호환성 평가

실험 결과

연구 질문

• RQ1 역시어스 프레임워크 내에서 순환 치환 대칭성이 최대 0 텍스처를 갖는 타당한 중성자 질량 행렬을 도출할 수 있는가?
• RQ2 무차원 매개변수 0을 통한 명시적 대칭성 깨짐이 현재의 전 세계 중성자 진동 피팅 데이터에 적합한가?
• RQ3 효과적 잔류 대칭 접근 방식이 비영인 θ₁₃를 포함한 관측된 이중 최대 혼합 패턴을 재현할 수 있는가?
• RQ4 모델이 CP 위반 위상과 대기 중 혼합 각도에 대해 어떤 제약을 가정하는가?
• RQ5 모델이 예측하는 역행 중성자 질량 계열이 향후 실험에서의 검증 가능성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 매개변수 0 < 1일 경우, 어떤 전하 렙톤 질량 행렬 형태이든 명시적 대칭성 접근 방식은 현재의 전 세계 중성자 진동 피팅 데이터를 수용하지 못함.
• 잔류 대칭성 접근 방식은 이중 최대 혼합 특성을 갖는 효과적 중성자 질량 행렬을 도출함.
• 비영인 θ₁₃는 전하 렙톤 질량 행렬의 비대칭적 구조를 통해 동적으로 생성됨.
• 모델은 역행 중성자 질량 계열을 예측하며, 이는 주요 특징 중 하나임.
• CP 위반 위상과 대기 중 혼합 각도는 특정 범위로 제약되며, 이는 향후 정밀 측정을 통한 모델의 검증 가능성을 높임.
• 모델의 타당성은 향후 중성자 실험에서 대기 중 혼합 각도와 CP 위상의 정밀 측정에 크게 의존함.