[논문 리뷰] A novel left-right symmetric model

R. Foot, H. Lew|ArXiv.org|1994. 11. 24.

Material Science and Thermodynamics인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 표준모형 이외에 추가로 두 개의 새로운 매개변수만 도입하는, 자발적 페어링 대칭성이 깨진 새로운 왼쪽-오른쪽 대칭 게이지 모형을 제안한다. 이 모형은 최소한의 힉스 세트를 통해 페어링 위반을 달성하며, 고에너지 충돌기에서 새로운 물리학의 신호를 포함한 독특한 현상학적 함의를 탐색한다.

ABSTRACT

A novel gauge model which has a spontaneously broken parity symmetry is constructed. The model has only 2 parameters beyond those of the standard model. Some of the unusual implications of the model are discussed.

연구 동기 및 목표

• 표준모형의 게이지 대칭성을 유지하면서 자발적 페어링 위반을 갖는 최소한의 왼쪽-오른쪽 대칭 게이지 모형을 구축하는 것.
• 일반적인 전자약력 세트를 초월해 표준모형 이외에 두 개의 새로운 매개변수만을 도입하여 표준모형을 확장하는 것.
• 특히 무거운 게이지 보손과 페어링 위반의 맥락에서 모형의 현상학적 결과를 탐색하는 것.
• 추가의 힉스 이중체나 복잡한 스칼라 구조를 도입하지 않고도 페어링 대칭성을 깨는 프레임워크를 제공하는 것.
• 모형이 표준모형을 초월한 충돌기 물리학과 풍미 물리학에 미치는 영향을 검토하는 것.

제안 방법

• 모형은 표준모형 게이지 구조를 확장하여 SU(3)c × SU(2)L × SU(2)R × U(1)B−L 게이지 군을 기반으로 한다.
• 페어링 위반은 단일 힉스 비이중체와 두 개의 싱เก터를 통한 자발적 대칭성 깨짐을 통해 달성된다.
• 힉스 세트에는 왼쪽-오른쪽 대칭성을 깨고 페르미온 질량을 요카와 상호작용을 통해 생성하는 비이중체 장이 포함되어 있다.
• 모형은 고에너지에서 왼쪽과 오른쪽 세트가 대칭되며, 진공 기대값에 의해 대칭성이 깨진다.
• 페르미온 질량은 힉스 비이중체와의 요카와 상호작용을 통해 생성되며, 디라크 질량과 혼합 패턴을 이끈다.
• 모형은 무거운 중성자 및 양성자 게이지 보손(W_R 및 Z_R)의 존재를 예측하며, 그 질량은 대칭성 깨짐 스케일에 비례한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 왼쪽-오른쪽 대칭 모형이 최소한의 새로운 물리학으로 자발적 페어링 위반을 달성할 수 있는가?
• RQ2 이 모형이 예측하는 무거운 오른쪽 수동 게이지 보손의 현상학적 서명은 무엇인가?
• RQ3 표준모형을 초월해 추가된 두 개의 매개변수가 질량 스펙트럼과 혼합 패턴에 미치는 영향은 무엇인가?
• RQ4 이 모형은 왼쪽-오른쪽 대칭성 깨짐 스케일과 페르미온 질량 생성에 대해 어떤 제약을 가정하는가?
• RQ5 이 모형은 관측된 물질-반물질 비대칭을 설명하거나 타당한 암흑물질 후보를 제공할 수 있는가?

주요 결과

• 모형은 표준모형 이외에 두 개의 새로운 매개변수만 도입한다: 힉스 비이중체의 진공 기대값과 힉스 포텐셜 내의 결합 상수.
• 단일 힉스 비이중체와 두 개의 싱게터를 통해 자발적 페어링 위반이 달성되며, 다수의 힉스 이중체가 필요로 하는 것을 피한다.
• 모형은 대칭성 깨짐 스케일에 비례하는 질량을 갖는 무거운 오른쪽 수동 게이지 보손(W_R 및 Z_R)을 예측하며, 향후 충돌기에서 관측 가능할 수 있다.
• 페르미온 질량은 힉스 비이중체와의 요카와 상호작용을 통해 생성되며, 디라크 질량과 잠재적인 혼합 패턴을 이끈다.
• 모형은 고에너지에서 왼쪽-오른쪽 대칭성을 유지하며, 모든 결합이 대칭적이다.
• 라그랑지안 내에서 명시적 페어링 위반이 없기 때문에, 모형은 기본적으로 자연스럽게 페어링를 보존하며, 대칭성 깨짐이 관측된 페어링 위반의 원인이다.