[논문 리뷰] S4 and CP in a SUSY Model

Ferruccio Feruglio, Claudia Hagedorn외 1명|arXiv (Cornell University)|2013. 03. 28.

Neutrino Physics Research인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 CP 대칭을 포함한 초대칭적 S4 × Z3 풍미 대칭 모델을 제안하며, 전하 렙톤 부문에서는 Z3로, 중성미자 부문에서는 Z2 × CP × Z3로 대칭이 자동으로 깨지며, θ₁₃과 관련된 단일 자유 매개변수에 의해 렙톤 혼합 각도와 위상을 성공적으로 예측한다. 이 모델은 최대 대기 혼합, sin²θ₁₂ > 1/3, 최대 디라크 위상, 자명한 마요라나 위상, 정상적인 중성미자 질량 순서, 고정된 절대 질량 척도 및 질량 합을 예측한다.

ABSTRACT

We present a supersymmetric model with the flavour symmetry S4 x Z3 and a CP symmetry which are broken to a Z3 subgroup of the flavour symmetry in the charged lepton sector and to Z2 x CP (x Z3) in the neutrino one at leading order. This model implements an approach, capable of predicting lepton mixing angles and Dirac as well as Majorana phases in terms of one free parameter. This parameter, directly related to the size of the reactor mixing angle theta_{13}, can be naturally of the correct order in our model. Atmospheric mixing is maximal, while sin^2 theta_{12} is larger than 1/3. All three phases are predicted: the Dirac phase is maximal, whereas the two Majorana phases are trivial. The neutrino mass matrix contains only three real parameters at leading order and neutrino masses effectively only depend on two of them. As a consequence, they have to be normally ordered and the absolute neutrino mass scale and the sum of the neutrino masses are predicted. The vacuum of the flavons can be correctly aligned. We study subleading corrections to the leading order results and show that they are small.

연구 동기 및 목표

• 렙톤 혼합 패턴을 설명하는 초대칭적 풍미 모델을 구축하는 것 — S4 × Z3 및 CP 대칭을 포함한다.
• 풍미 대칭과 CP 대칭이 전하 렙톤 부문과 중성미자 부문에서 잔여 부분군으로 자동으로 깨지는 것을 달성하는 것.
• 단일 자유 매개변수를 사용하여 모든 렙톤 혼합 각도와 위상 — 디라크 위상과 마요라나 위상 — 를 예측하는 것.
• 중성미자 질량 순서, 절대 질량 척도, 질량 합에 대한 구체적 예측을 도출하는 것.
• 풍미자들의 진공 정렬이 일관되며, 보조적인 교정 항목이 작다는 것을 확인하는 것.

제안 방법

• S4 × Z3 풍미 대칭과 이산 CP 대칭을 포함한 초대칭 모델을 구현하는 것.
• 주로 1차적으로 전하 렙톤 부문에서는 풍미 대칭이 Z3로 깨지고, 중성미자 부문에서는 Z2 × CP × Z3로 깨지는 것을 보장하는 것.
• 풍미 필드를 사용하여 대칭을 깨고 진공 정렬을 일관되게 유지하는 것.
• 주로 1차적으로 세 개의 실수 매개변수만을 포함하는 중성미자 질량 행렬을 구성하며, 제약 조건으로 인해 실질적으로 두 개의 매개변수에 의존하게 된다.
• 혼합 각도와 위상을 θ₁₃와 관련된 단일 자유 매개변수의 함수로 유도하는 것.
• 주로 1차 결과에 대한 보조적인 교정 항목을 분석하고, 그 크기가 작다는 것을 확인하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 S4 × Z3 및 CP 대칭을 포함한 초대칭 모델이 자유 매개변수를 최소로 사용하여 관측된 렙톤 혼합 각도와 위상을 예측할 수 있는가?
• RQ2 이 모델은 정상적인 중성미자 질량 순서와 고정된 절대 질량 척도를 예측하는가?
• RQ3 보조적인 교정 항목은 주로 1차 결과의 혼합 각도와 위상 예측에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 풍미자들의 진공 정렬이 요구되는 대칭 깨짐 패턴과 일관되는가?
• RQ5 이 모델은 반응기 각도 θ₁₃이 올바른 주요 크기의 주문을 자연스럽게 실현할 수 있는가?

주요 결과

• 모델은 최대 대기 혼합(θ₂₃ = 45°)과 sin²θ₁₂ > 1/3을 예측하며, 현재의 데이터와 일치한다.
• 디라크 위상은 최대이며, 두 마요라나 위상 모두 자명하다. 이는 잔여 대칭의 구조에 의해 요구된다.
• 반응기 각도 θ₁₃는 단일 자유 매개변수에 의해 예측되며, 자연스럽게 올바른 주요 크기의 주문을 얻는다.
• 중성미자 질량은 정상적인 순서이며, 절대 질량 척도와 질량 합이 유일하게 예측된다.
• 주로 1차적으로 중성미자 질량 행렬은 세 개의 실수 매개변수만을 포함하며, 효과적으로 두 개의 매개변수에 의존하여 제약이 많은 질량 스펙트럼을 이룬다.
• 주로 1차 결과에 대한 보조적인 교정 항목은 작으며, 예측의 강건성을 확인한다.