[논문 리뷰] Fermion masses and mixings in a 3-3-1 model with $\Delta\left(27 ight)$ family symmetry and inverse seesaw mechanism

A. E. Cárcamo Hernández, H. N. Long외 1명|arXiv (Cornell University)|2018. 03. 05.

Neutrino Physics Research인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 활성 중성미자 질량을 역 seesaw 메커니즘을 통해 생성하는 세 개의 매우 가벼운 메이저라 상태를 포함하는 3-3-1 게이지 모형을 제안한다. 이 모형은 $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 가족 대칭을 갖으며, 소규모 활성 중성미자 질량을 실현한다. 모형은 SM 페르미온 질량과 혼합 각도를 성공적으로 재현하며, $m_{ee} \simeq 3.7$ meV 및 정규 중성미자 질량 계층에 대해 $\sim 10^{-2}$ 의 자를스코 격자값을 예측한다.

ABSTRACT

We build a viable family symmetry 3-3-1 model based on the $\Delta \left(27 ight) imes Z_{3} imes Z_{16}$ discrete group consistent with the low energy fermion flavor data. In the model under consideration, the small active neutrino masses arise from an inverse seesaw mechanism mediated by three very light Majorana neutrinos and the observed pattern of the Standard Model (SM) fermion masses and mixing angles arises from the breaking of the $\Delta \left( 27 ight) imes Z_{3} imes Z_{16}$ discrete group at very high energy scale. The obtained values for the physical observables in the quark sector are consistent with the experimental data, whereas those ones for the lepton sector also do, only for the case of normal neutrino mass spectrum. Our model predicts an effective Majorana neutrino mass parameter of $m_{ee}\simeq 3.7$ meV and a Jarlskog invariant of the order of $10^{-2}$ for the normal neutrino mass spectrum.

연구 동기 및 목표

• 이산 가족 대칭을 사용하여 저에너지 페르미온 풍미 데이터를 설명하는 실현 가능한 3-3-1 모형을 구축하는 것.
• 작은 활성 중성미자 질량을 생성하기 위해 역 seesaw 메커니즘을 통합하는 것.
• 쿼크 및 렙톤 질량과 혼합 각도의 실험적 값과의 일致를 달성하는 것.
• 효과적인 메이저라 중성미자 질량 매개변수 $m_{ee}$ 와 렙톤 부문의 자를스코 격자값을 예측하는 것.
• $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 이산 군의 고에너지 스케일에서의 붕괴가 풍미 구조에 미치는 영향을 탐색하는 것.

제안 방법

• 3-3-1 모형에서 양자수 상수를 제약하기 위해 $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 이산 군을 가족 대칭으로 사용하는 것.
• 세 개의 매우 가벼운 메이저라 중성미자를 통해 역 seesaw 메커니즘을 구현하여 작은 활성 중성미자 질량을 생성하는 것.
• 고에너지 스케일에서 $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 대칭을 붕괴시켜 계층적인 페르미온 질량과 혼합 각도를 유도하는 것.
• 풍미 필드와 진공 정렬을 사용하여 쿼크 및 렙톤 부문의 원하는 풍미 구조를 달성하는 것.
• 대칭 군과 일치하는 양자수 상호작용 항을 구성하고 쿼크 및 렙톤의 질량 행렬을 유도하는 것.
• 질량 행렬을 수치적으로 해결하여 혼합 각도, 질량, $m_{ee}$ 와 같은 물리적 관측량을 추출하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 이산 가족 대칭을 사용하여 3-3-1 모형에서 관측된 SM 페르미온 질량과 혼합의 패턴을 재현할 수 있는가?
• RQ2 이 대칭 프레임워크 내에서 역 seesaw 메커니즘이 작은 활성 중성미자 질량을 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 왜 이 모형의 예측에서 정규 중성미자 질량 계층이 역계층보다 선호되는가?
• RQ4 이 모형에서 효과적인 메이저라 중성미자 질량 매개변수 $m_{ee}$ 는 예측되는가?
• RQ5 렙톤 부문의 CP 위반의 자를스코 격자값은 실험적 제약과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 모형은 관측된 쿼크 부문의 질량과 혼합 각도를 실험 데이터와 일치하는 방식으로 성공적으로 재현한다.
• 렙톤 부문에서는 정규 중성미자 질량 계층을 가정할 때에만 관측된 혼합 각도와 질량을 재현할 수 있다.
• 효과적인 메이저라 중성미자 질량 매개변수는 $m_{ee} \simeq 3.7$ meV 로 예측된다.
• 렙톤 부문의 CP 위반 자를스코 격자값은 약 $10^{-2}$ 의 주요 순서로 추정된다.
• 작은 활성 중성미자 질량은 세 개의 매우 가벼운 메이저라 중성미자를 포함하는 역 seesaw 메커니즘에서 기인한다.
• $Δ(27) \times Z_3 \times Z_{16}$ 대칭의 고에너지 스케일에서의 붕괴는 관측된 풍미 구조를 생성하는 데 필수적이다.