[논문 리뷰] Short review about the MSSM with three right-handed neutrinos (MSSM3RHN)

M. C. Rodriguez|arXiv (Cornell University)|2020. 03. 10.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 67인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 중성미자 질량과 비틀림을 설명하기 위해 초과거대한 메이저라 중성미자를 포함하는 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자 초장으로 확장된 최소 초대칭 표준모형(MSSM3RHN)에 대한 종합적인 리뷰를 제시한다. 초장 기반의 초대칭 공간 형식을 사용하여 라그랑지안을 구성하고, 요카다 상호작용과 소프트 SUSY 위반 항을 통해 중성미자 및 스누트리노 질량을 유도하며, SUSYB-L, SUSYLR 및 두 가지 SUSYGUT 모형과 같은 더 넓은 초대칭 프레임워크와 연결한다. 이 모든 모형들은 중성미자 질량 생성과 렙토제네시스를 위해 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자를 포함한다.

ABSTRACT

We give a review about the Minimal Supersymmetric Standard Model with three right-handed neutrinos (MSSM3RHN). We, first introduce the minimal set of fields to built this model in their superfields formalism. After it, we build the lagrangian of the model in the superspace formalism and also introduce the soft terms to break SUSY. We show how to get masses to the neutrinos and sneutrinos in this model.

연구 동기 및 목표

• 중성미자 질량과 혼합을 다루기 위해 MSSM에 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자 초장을 도입하여 최소 초대칭 표준모형(MSSM)을 확장한다.
• 초공간 형식을 사용하여 MSSM3RHN의 완전한 라그랑지안을 구성하며, 초위상과 소프트 위반 항을 포함한다.
• 초대칭적 맥락에서 요카다 상호작용과 시즈모 메커니즘을 통해 메이저라 중성미자 및 스누트리노 질량이 어떻게 유도되는지 보여준다.
• SUSYB-L, SUSYLR 및 두 가지 SUSYGUT 시나리오와 같은 더 넓은 초대칭 모형들과 MSSM3RHN을 연결한다. 이 모든 모형들은 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자를 포함한다.
• 무거운 오른쪽 손잡이 중성미자를 갖는 초대칭 프레임워크에서 렙토제네시스, 암흑물질, 플레이버 물리학을 탐색하기 위한 기초를 제공한다.

제안 방법

• 모형은 초장 기반으로 구성되며, MSSM 스펙트럼에 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자 편미분 초장이 추가된다.
• 초위상에는 전하 렙톤과 메이저라 중성미자에 대한 요카다 상호작용이 포함되어 있어, 가벼운 중성미자 질량에 대해 시즈모 메커니즘을 가능하게 한다.
• 라그랑지안은 초공간에서 구성되며, F-항, D-항 및 모든 장에 대한 운동에너지 항을 포함한다. 이에는 가우지노 및 스퍼미온 상호작용도 포함된다.
• 소프트 SUSY 위반 항은 스칼라 쌍체의 질량항과 가우지노 질량항을 통해 도입되며, 게이지 불변성과 R-대칭을 유지한다.
• 중성미자 질량 행렬은 시즈모 메커니즘을 통해 도출되며, 가벼운 중성미자 질량은 큰 오른쪽 손잡이 중성미자 질량 스케일에 의해 억제된다.
• 모형은 SUSYB-L, SUSYLR 및 두 가지 SUSYGUT 모형과 같은 더 큰 프레임워크에 자연스럽게 통합된다. 이 모든 프레임워크는 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자를 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초대칭성과 게이지 불변성을 유지하면서 MSSM에 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자를 일관적으로 확장하는 방법은 무엇인가?
• RQ2 MSSM3RHN의 초위상과 소프트 위반 라그랑지안의 구조는 어떻게 되며, 이들이 중성미자 질량을 어떻게 생성하는가?
• RQ3 MSSM3RHN에서의 시즈모 메커니즘과 요카다 상호작용은 가벼운 메이저라 중성미자 질량과 무거운 오른쪽 손잡이 중성미자 상태를 어떻게 유도하는가?
• RQ4 MSSM3RHN은 초대칭 맥락에서 렙토제네시스와 바리온 생성에 대해 어떤 함의를 지닌다?
• RQ5 MSSM3RHN은 다른 초대칭 대통합이론(SUSYGUT)과 왼쪽-오른쪽 대칭 모형인 SUSYLR 및 SUSYB-L과 어떻게 관련되어 있는가?

주요 결과

• MSSM3RHN 모형은 시즈모 메커니즘을 통해 가벼운 메이저라 중성미자 질량을 성공적으로 생성한다. 가벼운 중성미자 질량 행렬은 $ f^ u_{ij} \frac{v^2}{M_R} $ 비례하며, 여기서 $ v $ 는 힉스 진공기대값이고 $ M_R $ 은 오른쪽 손잡이 중성미자 질량 스케일이다.
• 모형은 모든 초장, 특히 오른쪽 손잡이 중성미자 초장에 대해 F-항, D-항 및 운동에너지 항을 포함하는 초공간 형식의 완전한 라그랑지안을 포함한다.
• 소프트 SUSY 위반 항은 일관되게 도입되어 R-대칭을 유지하며, 물리적으로 타당한 스퍼미온과 가우지노 질량을 가능하게 한다.
• 모형은 SUSYB-L, SUSYLR 및 두 가지 SUSYGUT 모형과 자연스럽게 통합되며, 이 모든 프레임워크는 3개의 오른쪽 손잡이 중성미자를 포함하고 중성미자 질량과 렙토제네시스를 설명할 수 있다.
• MSSM3RHN의 시즈모 메커니즘은 작은 중성미자 질량을 생성하는 타당한 메커니즘을 제공하며, 무거운 오른쪽 손잡이 중성미자의 붕괴를 통해 렙토제네시스의 가능성을 열어준다.
• 모형은 초대칭 표준모형의 확장에서 중성미자 진동, 암흑물질(스누트리노 LSP를 통한), 플레이버 변화 과정을 연구하기 위한 일관된 프레임워크를 제공한다.