[논문 리뷰] Nearly bimaximal neutrino mixing in an SU(3)(L) x U(1)(N) gauge model with radiative neutrino masses

Teruyuki Kitabayashi, Masaki Yasuè|arXiv (Cornell University)|2000. 06. 04.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 L_e - L_μ - L_τ 대칭을 가진 SU(3)_L × U(1)_N 게이지 모형을 제안하며, 한 개의 루프와 두 개의 루프 도형을 통해 반사적 중성미온 질량을 생성하여 거의 이중최대(neutrino mixing)를 유도한다. 이 모형은 무거운 중성 렙톤을 포함하는 세 개의 렙톤 트리플릿과 힉스 트리플릿, 그리고 전하 단일 상태를 통해 질량 생성을 매개하며, 작은 수정을 통해 관측된 혼합 패턴을 성공적으로 재현한다.

ABSTRACT

By using the L_e-L_\\mu-L_\ au symmetry, we construct an SU(3)_LxU(1)_N gauge model that provides radiatively generated neutrino masses, which turn out to give nearly bimaximal neutrino mixing. Our discussions are based on the recent suggestion that interactions described by one-loop diagrams induce mixing masses of \ u_e-\ u_\\mu and \ u_e-\ u_\ au while those described by two-loop diagrams induce other tiny mixing masses, thus based on the L_e-L_\\mu-L_\ au breaking. Lepton triplets consist of three families of (\ u^i_L, \\ell^i_L, \\omega^{0i}_L) (i = 1,2,3), where \\omega^{0i} denote heavy neutral leptons. Higgs scalars required for the one-loop radiative mechanism involve three triplets that give quark-lepton masses. The two-loop radiative mechanism is made possible by introducing a charged singlet, which couples to \\ell^i_R\\omega^{0j}_R (i,j = 2,3).

연구 동기 및 목표

• 레프톤 수 대칭 프레임워크 내에서 반사적 메커니즘을 통해 작은 중성미온 질량을 설명하는 재정규화 가능한 게이지 모형을 구축하는 것.
• 한 개의 루프와 두 개의 루프 기여의 계층을 통해 실험 데이터와 일치하는 거의 이중최대 중성미온 혼합을 달성하는 것.
• 두 개의 루프 질량 생성 메커니즘을 가능하게 하기 위해 렙톤 트리플릿의 일부로 무거운 중성 렙톤을 포함하는 것.
• 쿼크-렙톤 질량 생성과 반사적 중성미온 질량 생성을 모두 달성하기 위해 필요한 최소한의 힉스 세터를 규명하는 것.
• 관측된 혼합 구조를 허용하는 L_e - L_μ - L_τ 대칭의 붕괴 패tern과의 일관성을 확보하는 것.

제안 방법

• 레프톤 수 위반과 중성미온 질량 생성을 제약하기 위해 SU(3)_L × U(1)_N 게이지 모형에 L_e - L_μ - L_τ 대칭을 도입하는 것.
• ν_e - ν_μ 및 ν_e - ν_τ 혼합을 위한 한 개의 루프 반사적 중성미온 질량을 매개하기 위해 세 개의 힉스 트리플릿을 도입하는 것.
• 오른쪽 수동 렙톤 및 오른쪽 수동 중성 렙톤 상태(ℓ^i_R ω^{0j}_R)에 결합하는 전하 단일 상태 스칼라를 도입하여 두 개의 루프 중성미온 질량 생성을 가능하게 하는 것.
• i = 1,2,3에 대해 렙톤 트리플릿(ν^i_L, ℓ^i_L, ω^{0i}_L)을 할당하며, 여기서 ω^{0i}_L는 무거운 중성 렙톤이다.
• 한 개의 루프 도형을 사용하여 ν_e와 ν_μ, ν_e와 ν_τ 사이의 주도 혼합 질량을 생성하고, 두 개의 루프 도형을 사용하여 보조적 수정을 생성하는 것.
• 모든 장에 대해 양자 수를 철저히 할당하여 게이지 불변성과 이상치 제거를 확보하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 L_e - L_μ - L_τ 대칭을 가진 SU(3)_L × U(1)_N 모형에서 반사적 중성미온 질량 메커니즘이 거의 이중최대 중성미온 혼합을 재현할 수 있는가?
• RQ2 한 개의 루프와 두 개의 루프 도형이 관측된 중성미온 질량 계층과 혼합 패턴을 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 무거운 중성 렙톤과 특정 힉스 다중체의 포함이 반사적 질량 생성 과정에 어떻게 기여하는가?
• RQ4 쿼크-렙톤 질량 생성과 반사적 중성미온 질량 생성을 모두 달성하기 위해 필요한 최소한의 힉스 세터는 무엇인가?
• RQ5 L_e - L_μ - L_τ 대칭의 붕괴가 결과적으로 발생하는 중성미온 혼합 각도에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 모형은 힉스 트리플릿을 포함한 한 개의 루프 도형을 통해 반사적 중성미온 질량을 생성하며, ν_e와 ν_μ, ν_e와 ν_τ 사이의 주도 혼합 질량을 생성한다.
• 오른쪽 수동 렙톤 및 중성 렙톤 상태에 결합하는 전하 단일 상태를 통해 매개되는 두 개의 루프 기여는 혼합 질량에 보조적 수정을 생성한다.
• 결과적으로 발생하는 중성미온 혼합 패턴은 현재 대기 및 태양 중성미온 진동에 대한 실험 데이터와 일치하는 거의 이중최대이다.
• 무거운 중성 렙톤(ω^{0i}_L)은 두 개의 루프 질량 생성 메커니즘에 필수적인 구성 요소이다.
• 힉스 세터는 한 개의 루프 질량 생성을 위한 세 개의 트리플릿과 두 개의 루프 기여를 위한 전하 단일 상태를 포함하며, 게이지 불변성과 이상치 제거를 보장한다.
• 루프 억제를 통해 자연스러운 질량 계층을 실현하며, 한 개의 루프 기여가 두 개의 루프 기여보다 크게 된다.