[논문 리뷰] Neutrino mixing and CP violation phases in Zee-Babu model

V. V. Vien, H. N. Long외 1명|arXiv (Cornell University)|2014. 07. 31.

Neutrino Physics Research인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 Zee-Babu 모형에서 중성미온 혼합과 CP 위반을 조사하며, 최근 중성미온 진동 데이터와 큰 $\theta_{13}$를 잘 수용할 수 있음을 보여준다. 이 모형은 특정한 값을 예측한다: 정규 질서에서 Dirac 위상 $\delta = 0$ 또는 $\pi$, Majorana 위상 $\alpha_{21} = \alpha_{31} = 0$이며, 역질서에서는 $\alpha_{31} = 2\pi$이며, 효과적인 질량과 중성미온 총 질량에 대해 일관된 예측을 한다.

ABSTRACT

We show that the neutrino mass matrix of the Zee-Babu model is able to fit the most recent data on neutrino masses and mixing with large $ heta_{13}$ and provides %the values of the Dirac and Majorana CP violation phases. For the normal hierarchy, the Majorana phases ($\al_{2 1}, \al_{3 1}$) are equal to zero, while for the inverted pattern, one phase ($\al_{3 1}$) takes the value $2 \pi$. The Dirac phase ($\de$) is predicted to either $0$ or $\pi$. The effective mass governing neutrinoless double beta decay and the sum of neutrino masses are consistent with the recent analysis. The model gives some regions of the parameters of neutrino mixing angles in both normal and inverted neutrino mass hierarchy.

연구 동기 및 목표

• Zee-Babu 모형이 최신 중성미온 진동 데이터, 특히 큰 $\\theta_{13}$를 일관되게 기술할 수 있는지 검토하기.
• 모형의 프레임워크 내에서 Dirac 및 Majorana CP 위반 위상의 값을 결정하기.
• 무중성미온 이중 베타 붕괴에서의 효과적인 Majorana 질량과 중성미온 총 질량에 대한 모형의 예측을 평가하기.
• 정규 및 역질서 중성미온 질량 순서에서 혼합 각도에 대한 타당한 매개변수 영역을 식별하기.

제안 방법

• 모형의 스칼라 섹터와 페르미온 결합을 사용하여 Zee-Babu 모형 내 중성미온 질량 행렬을 구성하기.
• 최신 중성미온 진동 데이터의 글로벌 피팅 결과에서 제약 조건을 적용하여, 특히 $\theta_{13}$, $\theta_{12}$, $\theta_{23}$에 중점을 두기.
• 질량 행렬에서 유도된 중성미온 혼합 행렬의 복소 구조를 분석함으로써 CP 위반 위상을 계산하기.
• 모형이 예측하는 혼합 매개변수를 사용하여 무중성미온 이중 베타 붕괴에 대한 효과적인 Majorana 질량을 평가하기.
• 중성미온 총 질량을 계산하고 천체물리학적 및 진동 데이터의 한계와 비교하기.
• 정규 질서와 역질서에서 혼합 각도에 대한 허용 가능한 매개변수 영역을 식별하기 위해 매개변수 공간을 매핑하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Zee-Babu 모형은 실험적으로 관측된 큰 $\theta_{13}$ 값을 수용할 수 있는가?
• RQ2 Zee-Babu 모형에서 Dirac 및 Majorana CP 위반 위상의 예측 값은 무엇인가?
• RQ3 모형이 예측하는 효과적인 Majorana 질량과 중성미온 총 질량은 현재의 관측 한계와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 정규 질서와 역질서 중성미온 질량 순서에서 중성미온 혼합 각도에 대한 허용 가능한 매개변수 영역는 무엇인가?

주요 결과

• Zee-Babu 모형은 최신 중성미온 진동 데이터, 특히 큰 $\theta_{13}$를 실험 관측과 일치시키며 잘 수용한다.
• 정규 질서에서 Majorana 위상 $\alpha_{21}$과 $\alpha_{31}$는 모두 0으로 예측된다.
• 역질서에서는 위상 $\alpha_{31}$가 $2\pi$로 예측되며, 다른 Majorana 위상은 그대로 0이다.
• Dirac CP 위상 $\delta$는 0 또는 $\pi$의 값을 취할 것으로 예측되어 특정 구성에서 최대 수준의 CP 위반을 나타낸다.
• 무중성미온 이중 베타 붕괴를 지배하는 효과적인 Majorana 질량은 현재 실험적 한계와 이론적 기대와 일치한다.
• 모형이 예측하는 중성미온 총 질량은 천체물리학 관측과 중성미온 진동 데이터에서 유도된 한계 내에 유지된다.