[논문 리뷰] Dihedral Families of Quarks, Leptons and Higgses

K. S. Babu, Jisuke Kubo|arXiv (Cornell University)|2004. 11. 17.

Neutrino Physics Research인용 수 33

한 줄 요약

이 논문은 이중 이면체군 Q_6를 기반으로 한 초대칭 모형을 제안하여 쿼크 및 렙톤 질량과 혼합을 설명한다. 이는 유형-II 힉스 섹터를 가정하고 있으며, 가장 가까운 이웃 상호작용 질량 행렬의 구조를 예측하고, 물리적 CP 위상 하나로 쿼크 혼합을 성공적으로 기술하며, 차원-4의 중성자 수 위반을 금지하고 전기 dipole moment을 억제한다.

ABSTRACT

We consider finite groups of small order for family symmetry. It is found that the binary dihedral group Q_6, along with the assumption that the Higgs sector is of type II, predicts mass matrix of a nearest neighbor interaction type for quarks and leptons. We present a supersymmetric model based on Q_6 with spontaneously induced CP phases. The quark sector contains 8 real parameters with one independent phase to describe the quark masses and their mixing. Predictions in the |V_{ub}|-bar{eta}, |V_{ub}|-sin 2 beta(phi_1) and |V_{ub}|-|V_{td}/V_{ts}| planes are given. The lepton sector contains also 9 parameters. A normal as well as an inverted spectrum of neutrino masses is possible, and we compute V_{e3}. We find that |V_{e3}|^2 > 10^{-4} in the case of a normal spectrum, and |V_{e3}|^2 >8 10^{-4} in the case of an inverted spectrum. It is also found that Q_6 symmetry forbids all Baryon number violating terms of d=4, and the contributions to EDMs from the A terms vanish in this model.

연구 동기 및 목표

• 유한한 가족 대칭을 사용하여 관측된 쿼크 및 렙톤 질량 계층과 혼합 패턴을 설명하기 위해.
• 자연스럽게 가장 가까운 이웃 상호작용 질량 행렬의 구조를 유도하는 이산 비아벨 군을 식별하기 위해.
• 자발적 CP 위반과 영구적인 EDM 기여를 가진 초대칭 모형을 구축하기 위해.
• 정상 및 역전 질량 순서에 대해 중성자 질량 스펙트럼과 혼합 각도, 특히 V_{e3}를 예측하기 위해.

제안 방법

• 쿼크 및 렙톤 질량 행렬의 구조를 제약하기 위해 이중 이면체군 Q_6를 가족 대칭군으로 사용한다.
• 필요한 요크 상수와 질량 텍스처를 생성하기 위해 유형-II 이중 힉스 듀블릿 모델을 가정한다.
• 복소 진공 기대값을 통한 자발적 CP 위반으로 물리적 CP 위상을 생성한다.
• Q_6 대칭을 도입하여 차원-4 중성자 수 위반 연산자를 금지한다.
• 전기 dipole moment(EDM) 기여를 계산하고 대칭 구조에 의해 A-항에서 상쇄됨을 보여준다.
• 군 이론적 제약을 통해 가장 가까운 이웃 상호작용 유형의 질량 행렬 구조를 유도한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이중 이면체군 Q_6는 최소한의 매개변수로 관측된 쿼크 및 렙톤 질량 행렬을 설명할 수 있는가?
• RQ2 Q_6 대칭은 쿼크 및 렙톤 부문에서 가장 가까운 이웃 상호작용과 같은 특정 질량 행렬 텍스처를 어떻게 유도하는가?
• RQ3 Q_6 프레임워크 내에서 CKM 행렬 원소, 특히 |V_{ub}|, sin 2β, 및 |V_{td}/V_{ts}|의 예측은 무엇인가?
• RQ4 이 모형은 정상 및 역전 중성자 질량 계층 모두를 허용하는가? 그리고 V_{e3}에 대한 함의는 무엇인가?
• RQ5 Q_6 대칭은 어느 정도 전기 dipole moment을 억제하고 차원-4 수준에서 중성자 수 위반을 금지하는가?

주요 결과

• 쿼크 부문은 8개의 실수 매개변수와 하나의 독립된 CP 위상으로 기술되며, 관측된 쿼크 질량과 혼합과 일치한다.
• |V_{ub}|-η, |V_{ub}|-sin 2β(φ₁), 및 |V_{ub}|-|V_{td}/V_{ts}| 평면에서의 예측이 명시적으로 계산되었다.
• 렙톤 부문은 9개의 매개변수를 포함하며, 정상 및 역전 중성자 질량 스펙트럼 모두를 허용한다.
• 정상 중성자 질량 스펙트럼의 경우 |V_{e3}|² > 10⁻⁴이며, 역전 스펙트럼의 경우 |V_{e3}|² > 8×10⁻⁴이다.
• Q_6 대칭은 모든 차원-4 중성자 수 위반 연산자를 금지한다.
• 모델의 대칭 구조 덕분에 A-항에서 기여하는 전기 dipole moment이 상쇄된다.