[논문 리뷰] Possible Mixing Patterns of Charged Leptons and Neutrinos

Naoyuki Haba, Joe Sato외 2명|arXiv (Cornell University)|2001. 01. 30.

Neutrino Physics Research인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 매개변수 조정 없이 관측된 큰 렙톤 혼합 각도를 설명할 수 있는 혼합 패턴을 체계적으로 조사한다. 단계별로 분석한 결과, 위상 인자가 포함된 경우 실험 데이터와 일치하는 여섯 가지 타당한 혼합 패턴을 규명하였으며, 이는 기존의 페르미온 질량 계층을 설명하는 모델들에 의해 모두 예측된다. 나머지 혼합 패턴들은 새로운 모델 구축 방향을 제시한다.

ABSTRACT

The search for possible mixing patterns of charged leptons and neutrinos is important to get clues of the origin of nearly maximal mixings, since there are some preferred bases of the lepton mass matrices given by underlying theories. In this paper, we systematically examine the mixing patterns which could lead to large lepton mixing angles. We find out the mixing patterns consistent with experimental data if taking into account phase factors in the mixing matrices. Only 6 patterns of them can explain the observed data without any tuning of parameters, while the others need particular choices for phase values. It is found that the first 6 patterns are certainly predicted by the models which have been proposed to account for the fermion mass hierarchy. On the other hand, the other patterns have not been studied and will give new possibilities of model-construction. 1

연구 동기 및 목표

• 관측된 큰 렙톤 혼합 각도를 설명할 수 있는 타당한 렙톤 및 중성미온 혼합 패턴을 규명하는 것.
• 매개변수의 미세 조정 없이 실험 데이터와 일치하는 혼합 패턴을 확인하는 것.
• 규명된 혼합 패턴들이 기존의 페르미온 질량 계층 모델에 의해 예측되는지 탐색하는 것.
• 이전에 연구되지 않은 혼합 패턴들에서 새로운 모델 구축 가능성을 규명하는 것.

제안 방법

• 전자 및 중성미온의 가능한 모든 혼합 패턴에 대한 체계적 검토.
• 혼합 행렬에 위상 인자를 포함시켜 혼합 각도에 미치는 영향을 평가.
• 이론적 혼합 패턴을 렙톤 혼합 각도에 대한 실험 데이터와 비교.
• 특정 위상 값이 필요로 하는지 여부에 따라 패턴을 분류.
• 기존의 페르미온 질량 계층을 설명하는 이론 모델들과의 호환성 평가.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 전자 및 중성미온의 어떤 혼합 패턴이 매개변수 조정 없이 큰 렙톤 혼합 각도를 생성할 수 있는가?
• RQ2 혼합 행렬에 포함된 위상 인자는 다양한 혼합 패턴의 타당성에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 규명된 혼합 패턴들 중 어떤 것이 기존의 페르미온 질량 계층 모델에 의해 예측되는가?
• RQ4 이전에 연구되지 않은 혼합 패턴들에서 새로운 모델 구축 가능성은 무엇인가?

주요 결과

• 위상 인자를 포함한 경우, 실험 데이터와 일치하고 매개변수 조정 없이도 타당한 혼합 패턴이 여섯 가지 존재한다.
• 이 여섯 가지 패턴은 모두 기존의 페르미온 질량 계층을 설명하는 모델들에 의해 예측된다.
• 나머지 혼합 패턴들은 데이터와 일치하기 위해 특정 위상 값의 선택이 필요하여, 이는 미세 조정이 필요함을 시사한다.
• 연구되지 않은 혼합 패턴들은 렙톤 혼합 모델을 구축하는 데 새로운 가능성을 제공한다.