[논문 리뷰] Phenomenology of neutrino mass matrices obeying mu - tau reflection symmetry

N. Nimai Singh, Mahadev Patgiri외 1명|arXiv (Cornell University)|2007. 07. 18.

Neutrino Physics Research인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 뉴트리노 질량 행렬의 μ-τ 반사 대칭 아래에서 두 파rameter로 매개변수화된 모델을 제안하며, 태양 혼합 각도가 sin²θ₁₂ = 0.35–0.50 범위 내에 예측됨을 보여준다. MSSM에서의 반사성 보정에 대한 안정성 분석을 통해, 큰 tanβ ≈ 58–60 조건에서 오직 낮은 태양 혼합 각도(삼분할 대칭 이하)만 모형을 안정화시키며, m₃ ≠ 0일 경우 대기 혼합 각도가 에너지 스케일에 따라 급격히 감소함을 보였다.

ABSTRACT

A brief overview on the phenomenology of the neutrino mass matrices obeying $\mu$-$ au$ reflection symmetry is presented and different models of neutrino mass matrices belonging to normal as well as inverted hierarchy, are analysed. We further extend our earlier works on parametrisation of neutrino mass matrices using only two parameters, in addition to an overall mass scale $m_0$, and the ratio of these two parameters fixes the value of solar mixing angle. Such parametrisation though phenomenological gives a firm handle on the analysis of the mass matrices and predicts lower values of solar mixing angle in the range $ an^2 heta_{12}=0.50-0.35$.We check the stability of the model under radiative corrections in MSSM for large $ an\beta\sim 58-60$ region and observe that the evolution of $\bigtriangleup m^2_{21}$ with energy scale, is highly dependent on the input high scale value of solar mixing angle. Solar angle predicted by tri-bimaximal mixings and also values lower than this, do not lead to stability of the model. Similarly, the evolution of the atmospheric mixing angle with energy scale at large $ an\beta$ values, shows sharp decrease for the case with non-zero value of m_3. The new parametrisation method presented in this work by no means is unique but it strengthens the foundation of neutrino mass matrices obeying $\mu$-$ au$ symmetry and its realistic formulation in GUTs.

연구 동기 및 목표

• μ-τ 반사 대칭을 만족하는 뉴트리노 질량 행렬의 현상학적 특성을 분석하는 것.
• 오직 두 개의 파rameter와 전체 질량 척도 m₀만을 사용하는 이전의 매개변수화를 확장하는 것.
• MSSM 프레임워크 내에서 이러한 모형의 반사성 보정에 의한 안정성에 대해 연구하는 것.
• 에너지 스케일, 특히 큰 tanβ에서 태양 및 대기 혼합 각도의 의존성에 대해 규명하는 것.
• 반사성 군 진화에 의한 안정성 달성을 위해 낮은 태양 혼합 각도가 얼마나 유력한지 평가하는 것.

제안 방법

• 태양 혼합 각도를 결정하는 파rameter 비율을 고려한 두 파rameter 매개변수화된 뉴트리노 질량 행렬을 도입한다.
• 모형의 현실성 있는 제작을 평가하기 위해 GUT 프레임워크에 통합한다.
• MSSM 내에서 반사성 보정을 계산하며, 에너지 스케일에 따른 Δm²₂₁ 및 혼합 각도의 진화를 집중적으로 분석한다.
• 대기 혼합 각도의 진화를 연구하기 위해 m₃ = 0 및 m₃ ≠ 0인 경우를 모두 포함한다.
• 모형 안정성에 중요한 큰 tanβ 값(~58–60)에 대해 수치적 평가를 수행한다.
• 다양한 입력 값에 대해 반사성 군 진화에 의한 태양 혼합 각도의 안정성 테스트를 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 μ-τ 대칭 뉴트리노 질량 행렬의 두 파rameter 매개변수화가 데이터와 호환되는 태양 혼합 각도 범위를 일관되게 예측하는가?
• RQ2 큰 tanβ 조건에서 MSSM 내에서 Δm²₂₁의 반사성 진화는 태양 혼합 각도의 입력 값에 어떻게 의존하는가?
• RQ3 큰 tanβ 조건에서 m₃ ≠ 0일 경우 대기 혼합 각도는 반사성 보정에 의해 어떻게 행동하는가?
• RQ4 태양 혼합 각도가 삼분할 대칭 값 이하인 모형들이 MSSM 내에서 반사성 보정에 의해 안정화될 수 있는가?
• RQ5 새로운 매개변수화가 GUT에서 μ-τ 대칭 뉴트리노 질량 행렬의 기초를 얼마나 강화하는가?

주요 결과

• 두 파rameter 매개변수화는 sin²θ₁₂ = 0.35–0.50 범위 내에서 태양 혼합 각도를 성공적으로 예측하며, 낮은 값 쪽을 선호한다.
• MSSM 내에서 반사성 보정에 의한 태양 혼합 각도의 안정성은 삼분할 대칭 예측 이하의 입력 값에서만 달성된다.
• 에너지 스케일에 따른 Δm²₂₁의 진화는 특히 큰 tanβ 조건에서 입력 태양 혼합 각도에 매우 민감하게 의존한다.
• m₃ ≠ 0일 경우 대기 혼합 각도는 에너지 스케일에 따라 급격히 감소하며, 특히 큰 tanβ 영역에서 두드러진다.
• 모형의 안정성은 낮은 태양 혼합 각도에 의존하며, 삼분할 대칭 혼합에서의 편차를 선호함을 시사한다.
• 새로운 매개변수화는 유일하지는 않지만, GUT 내에서 μ-τ 대칭 뉴트리노 질량 행렬의 현실적인 제작을 뒷받침하는 견고한 프레임워크를 제공한다.