[논문 리뷰] On ${\bf Q}_{6}$ flavor symmetry and the breaking of $\mu \leftrightarrow au$ symmetry

Juan Carlos Gómez-Izquierdo, F. González-Canales외 1명|arXiv (Cornell University)|2017. 05. 17.

Neutrino Physics Research참고 문헌 66인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 μ↔τ 대칭의 연약한 붕괴를 포함한 Q₆ 유형의 초대칭 모델을 조사하며, 전하 렙톤 질량 간의 비등질성(mₑμ ≠ mₑτ)이 반응기 및 대기 중 중성미자 혼합 각도의 이질성을 초래함을 보여준다. 이 모델은 정상 질량 계단을 배제하고, 데이터와 일치하는 디세너지 또는 반전 질량 계단을 선호하며, 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 관측 가능 영역을 예측한다.

ABSTRACT

In the simplest version of a $\mathbf{Q}_{6}$ flavored supersymmetric model, we analyze the leptonic masses and mixings in the framework of a soft breaking of the $\mu \leftrightarrow au$ symmetry. This breaking is controlled by the inequality $m_{e au} eq m_{e\mu}$ in the effective neutrino mass. As a consequence of this breaking, the reactor and atmospheric angle are deviate from $0^{\circ}$ and $45^{\circ}$, respectively. Such deviations can be enhanced or suppressed by the CP parities in the Majorana phases, so that an analytic study is carried out to remark their importance to constrain the free parameters that accommodate the mixing angles. The normal hierarchy is completely discarded in this model, the inverted hierarchy is less favored than the degenerate one where the reactor and atmospheric angles are in good agreement with the experimental data. Additionally, the model predicts defined regions for the effective neutrino mass decay, the neutrino mass scale and the sum of the neutrino mass in the inverted and degenerate mass spectrum. Thus, this model may be testable by future experiments that focus in neutrinoless double beta decay.

연구 동기 및 목표

• Q₆ 유형의 초대칭 모델에서 μ↔τ 대칭의 연약한 붕괴가 초래하는 영향을 탐구한다.
• 효율적 중성미자 질량 행렬에서 mₑμ ≠ mₑτ의 비등질성이 렙톤 혼합 각도에 미치는 영향을 이해한다.
• 메이저라 위상의 CP 대칭성의 역할을 통해 자유 매개변수를 제약한다.
• 실험 데이터에 기반하여 정상, 반전, 디세너지 중성미자 질량 계단의 타당성을 평가한다.
• 미래의 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 실험에 대한 관측 가능 신호를 예측한다.

제안 방법

• μ↔τ 대칭의 연약한 붕괴를 포함한 Q₆ 유형의 초대칭 모델을 수립한다.
• mₑμ ≠ mₑτ 조건을 포함한 효율적 중성미자 질량 행렬을 사용하여 렙톤 질량과 혼합을 분석한다.
• 분석 기법을 적용하여 메이저라 위상의 CP 대칭성이 위상의 이질성과 혼합 각도의 변화에 미치는 영향을 연구한다.
• 실험적 혼합 각도와의 일치도를 기준으로 정상, 반전, 디세너지 중성미자 질량 계단을 평가한다.
• 각 질량 계단에서 효과적 메이저라 중성미자 질량과 중성미자 질량의 합을 계산한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 mₑμ ≠ mₑτ로 매개변수화된 μ↔τ 대칭의 연약한 붕괴가 반응기 및 대기 중 혼합 각도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 메이저라 위상의 CP 대칭성이 혼합 각도가 0°와 45°에서 벗어나는 정도를 증폭하거나 억제하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 이 모델에서 실험 데이터와 가장 잘 맞는 중성미자 질량 계단은 정상, 반전, 디세너지 중 어느 것인가?
• RQ4 반전 및 디세너지 질량 계단에서 효과적 메이저라 중성미자 질량과 중성미자 질량의 합에 대한 예측 범위는 무엇인가?
• RQ5 이 모델은 향후 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 실험에 대해 테스트 가능한 예측을 생성할 수 있는가?

주요 결과

• 이 모델에서는 관측된 혼합 각도와의 불일치로 인해 정상 중성미자 질량 계단이 완전히 배제된다.
• 반전 질량 계단은 디세너지 질량 계단보다 덜 선호되며, 디세너지 질량 계단이 반응기 및 대기 중 혼합 각도에 대한 실험 데이터와 더 잘 일치한다.
• 반응기 각도와 대기 중 각도가 각각 0°와 45°에서 벗어나는 이질성은 mₑμ ≠ mₑτ의 비등질성에 의해 제어되며, 메이저라 위상의 CP 대칭성이 이를 조절한다.
• 이 모델은 반전 및 디세너지 스펙트럼에서 효과적 메이저라 중성미자 질량과 중성미자 질량의 합에 대해 명확한 영역을 예측한다.
• 이러한 예측은 향후 중성미자 없는 이중 베타 붕괴 실험에 의해 테스트 가능하게 만든다.