[論文レビュー] Multiple Point Principle of the Gauged B-L Model

Kiyoharu Kawana|arXiv (Cornell University)|Apr 25, 2015

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 27被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、高エネルギー スケール Λ_MPP = 10¹⁷ GeV で複数点原理（MPP）がスカラー結合定数と質量を固定するゲージ化 B-L モデルを提案する。これにより平坦なスカラー位相が得られる。MPP を破ることで、約 100 GeV の電弱対称性の spontaneously broken と、B-L スカラー Ψ によるインフレーションが同時に実現され、プランク宇宙背景放射データと整合的である。

ABSTRACT

We consider the multiple point principe (MPP), its breaking and the inflation of the gauged B-L model. Our results are based on the two-loop renormalization group equations (RGEs). We find that this model can realize the flat potentials at $Λ_{ ext{MPP}}=10^{17}$GeV, and that the unknown parameters of the model are fixed by the MPP. Furthermore, we show that it is possible to realize both of the electroweak symmetry breaking at ${\cal{O}}(100)$GeV and the inflation by breaking the MPP.

研究の動機と目的

• 複数点原理（MPP）が高エネルギー スケールでゲージ化 B-L モデルのパラメータを固定できるかどうかを検討すること。
• MPP を破ることで、観測された約 100 GeV のスケールで電弱対称性の spontaneously broken がどのように実現されるかを調査すること。
• モデル内の複素スカラー Ψ がインフレーションのインフレートンとして機能可能かどうかを検討すること。
• 二ループの相互作用群方程式（RGE）を用いて、インフレーションモデルの宇宙論的整合性をテストすること。

提案手法

• MPP 条件の適用：Λ_MPP = 10¹⁷ GeV でスカラー結合定数（λ, λΨ, κ）およびそれらのベータ関数がすべて 0 に等しいこと。
• 二ループの相互作用群方程式（RGE）を用いて、Λ_MPP から電弱スケールまで結合定数を進化させること。
• MPP を破るために λΨ(Λ_MPP) = 10⁻¹⁰ または 10⁻¹² と設定し、コールドン＝ワインバーグの対称性の spontaneously broken を真空期待値の生成によって誘発すること。
• Higgs ヒッグス粒子の質量を v_h = √(−κ/λ) × v_B-L を用いて計算し、v_B-L ≈ 10⁵ GeV および κ(v_h) ≈ 10⁻⁷ とすることで v_h ≈ 100 GeV を達成すること。
• Ψ をインフレートンとしてモデル化し、重力に対する非最小結合係数 ξ を導入し、スペクトル指数 n_s とテンソル対スカラー比 r を計算すること。
• n_s 対 r および dn_s/dlnk の予測を、プランク+WMAP 2013 データと比較し、適合を改善するために ξ を調整すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数点原理は、Λ_MPP = 10¹⁷ GeV でゲージ化 B-L モデルのパラメータを一意に固定できるか？
• RQ2 MPP を破った後、このモデルで約 100 GeV のスケールで電弱対称性の spontaneously broken がどのように実現されるか？
• RQ3 複素スカラー Ψ は、現在の CMB 観測と整合的な成功のインフレーションを駆動できるか？
• RQ4 ゲージ化 B-L モデルにおける Ψ インフレートンのシナリオの宇宙論的予測（n_s, r, dn_s/dlnk）は何か？

主な発見

• モデルは Λ_MPP = 10¹⁷ GeV で平坦なスカラー位相を実現し、MPP の下ですべての結合定数とベータ関数が同時に 0 に等しくなる。
• トップクォークの質量は Mt ≈ 176 GeV と予測され、g_B-L(Λ_MPP) ≈ 0 と一意に固定され、MPP 条件によって決定される。
• λΨ(Λ_MPP) = 10⁻¹⁰ または 10⁻¹² と設定することで MPP を破ることで、コールドン＝ワインバーグ機構による Higgs ヒッグス粒子の質量が生成され、v_h ≈ 100 GeV が得られる。
• B-L スカラー Ψ はインフレートンとして機能可能であり、λΨ(Λ_MPP) = 10⁻¹² の場合、n_s と r の予測はプランク+WMAP 2013 データと整合的である。
• スペクトル指数の進行 dn_s/dlnk は、小さい値ではわずかに小さすぎるが、高次元演算子を含めることで改善可能である。
• モデルは、MPP と観測的制約によってすべてのパラメータが固定され、電弱対称性の spontaneously broken とインフレーションを一つの枠組みで実現している。