[논문 리뷰] Revisiting Allowed Two Zero Textures of Neutrino Mass Matrices through Linear and Inverse Seesaw

R. Sinha, Rome Samanta외 1명|arXiv (Cornell University)|2015. 08. 21.

Neutrino Physics Research참고 문헌 29인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 구성 요소 행렬에 최대 0 텍스처를 도입함으로써 선형 및 역세이스 모델을 통해 효과적 중성미자 질량 행렬의 허용되는 7가지 두 개의 0 텍스처가 실현 가능하다는 것을 보여준다. 전하 렙톤 및 디랙 중성미자 질량 행렬의 텍스처 0을 분석함으로써, 선형 세이스 모델에서는 최대 5개의 0, 역세이스 모델에서는 3개의 0이 가능하며, 이는 타당한 두 개의 0 텍스처를 만들어내며, 이를 하나의 프레임워크로 통합한다.

ABSTRACT

We investigate Linear and Inverse seesaw mechanisms with maximal zero textures of the constituent matrices. We first consider the minimally parametrized charged lepton mass matrix `$m_e$' through texture zeros that gives rise to the non-singular determinant of $m_e$ with distinct masses. Following we consider analogous textures of the Dirac neutrino mass matrices `$m_D$'. In Linear seesaw mechanism, in the diagonal basis of matrix $M$ it is seen that 5 is the maximum number of zeros that can be accommodated in `$m$' to obtain viable effective neutrino mass matrices ($m_ u$) and the form of the emerged $m_ u$ is same as one of the 7 allowed two zero textures specified in the existing literature. In Inverse seesaw, considering diagonal structure of `$m$' we show that 3 is the maximum number of zeros that can be inserted into $\mu_S$ to obtain the remaining 6 viable two zero textures of $m_ u$. Thus one can realize all the allowed two zero textures of neutrino masses through the methodology presented in this paper.

연구 동기 및 목표

• 효과적 중성미자 질량 행렬의 허용되는 모든 두 개의 0 텍스처가 선형 및 역세이스 모델에 의해 유도될 수 있는지 탐색하는 것.
• 이러한 세이스 모델의 구성 요소 행렬에서 허용 가능한 중성미자 질량 패턴을 유지하면서 가능한 최대의 텍스처 0 개수를 조사하는 것.
• 기본 질량 행렬의 0 텍스처와 결과적으로 도출되는 현상학적으로 타당한 두 개의 0 텍스처 간의 체계적인 연결 고리를 설정하는 것.
• 텍스처 0을 가진 세이스 모델 기반의 단일 이론적 프레임워크를 통해 기존의 두 개의 0 텍스처 패tern을 통합하는 것.

제안 방법

• 비특이 행렬식과 서로 다른 고유값을 보장하는 최소한의 매개변수화된 전하 렙톤 질량 행렬 $m_e$를 가정하며, 텍스처 0을 포함한다.
• 선형 및 역세이스 시나리오에서 모두 디랙 중성미자 질량 행렬 $m_D$에 유사한 텍스처 0의 구조를 도입한다.
• 중성미자 질량 행렬 $M$을 중성미자 질량 행렬 $m_\nu$를 유도하기 위해 0 텍스처 제약 조건 하에 중성미자 질량 행렬을 대각화함으로써 선형 세이스 모델을 분석한다.
• 유사한 접근 방식을 역세이스 모델에 적용하여, 행렬 $\mu_S$의 대각 구조를 중심으로 하여 $m_\nu$를 유도한다.
• 유도된 $m_\nu$ 형태를 문헌에서 알려진 7가지 두 개의 0 텍스처와 비교하여 일관성을 검증한다.
• 선형 세이스 모델에서 $m_D$에 최대 5개의 0, 역세이스 모델에서 최대 3개의 0을 도입할 수 있으며, 이는 모든 타당한 두 개의 0 텍스처를 생성함을 보여준다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 선형 및 역세이스 모델을 통해 구성 요소 행렬에 텍스처 0 제약 조건을 도입함으로써 효과적 중성미자 질량 행렬의 허용되는 7가지 두 개의 0 텍스처가 모두 실현 가능한가?
• RQ2 선형 세이스 모델에서 타당한 중성미자 질량 패턴을 유지하면서 디랙 중성미자 질량 행렬 $m_D$에 도입할 수 있는 최대 텍스처 0 개수는 얼마인가?
• RQ3 역세이스 모델의 $\mu_S$ 행렬에 몇 개의 텍스처 0을 수용할 수 있으며, 이는 나머지 타당한 두 개의 0 텍스처를 재현할 수 있는가?
• RQ4 선형 및 역세이스 모델의 구성 요소 행렬의 구조가 기존에 알려진 현상학적으로 허용되는 두 개의 0 텍스처 $m_\nu$를 자연스럽게 유도하는가?
• RQ5 텍스처 0을 가진 세이스 모델을 바탕으로 모든 허용되는 두 개의 0 텍스처를 설명하는 통합된 이론적 프레임워크가 존재하는가?

주요 결과

• 선형 세이스 모델에서 디랙 중성미자 질량 행렬 $m_D$에 최대 5개의 텍스처 0을 도입해도, 허용되는 7가지 두 개의 0 텍스처 중 하나를 가진 타당한 효과적 중성미자 질량 행렬 $m_\nu$를 생성할 수 있다.
• 선형 세이스 모델에서 도출된 $m_\nu$의 형태는 기존 문헌에서 이미 확인된 7가지 두 개의 0 텍스처 중 하나와 정확히 일치한다.
• 역세이스 모델에서는 $\mu_S$ 행렬에 최대 3개의 텍스처 0을 삽입하여 나머지 6개의 타당한 두 개의 0 텍스처를 생성할 수 있다.
• 효과적 중성미자 질량 행렬의 7가지 모두의 허용되는 두 개의 0 텍스처는 제안된 텍스처 0 접근 방식을 통해 선형 및 역세이스 모델에서 성공적으로 재현되었다.
• 본 연구는 기본 세이스 모델 행렬의 텍스처 0과 현상학적으로 타당한 두 개의 0 텍스처 $m_\nu$ 사이의 직접적이고 체계적인 연결 고리를 확립하였으며, 통합된 실현을 완성하였다.