[论文解读] Mass Hierarchies versus proton Decay in MSSM Orientifold Compactifications
本文研究了MSSM类orientifold紧化中费米子质量层次与质子衰变之间的相互作用，聚焦于马德里嵌入中的quiver构造。通过将五维质子衰变约束纳入四堆栈quiver并分析一个五堆栈模型，本文识别出能同时实现现实质量层次并抑制快速质子衰变的配置，展示了通往现象学可行弦理论模型的可行路径。
We review two systematic bottom-up analyses of MSSM quivers recently performed by the authors. We extend the analysis of arXiv:0905.3379 by including constraints arising from proton decay via dimension 5 operators and present all four-stack quivers in the Madrid embedding which satisfy this additional constraint. Furthermore, we investigate and make precise the interplay between mass hierarchies obtained via factorizable Yukawa textures and the presence of dimension 5 proton decay operators in MSSM orientifold compactifications. We discuss this issue in a five-stack quiver, first presented in arXiv:0909.4292, which exhibits proper mass hierarchies and no rapid proton decay.
研究动机与目标
- 通过纳入五维质子衰变算符的约束，扩展先前对MSSM quiver的分析。
- 在马德里嵌入中识别满足质量层次与质子衰变约束的四堆栈quiver。
- 研究生成质量层次的可分解Yukawa纹理与危险五维质子衰变算符共存的相容性。
- 提出并分析一个五堆栈quiver模型，该模型在不引发快速质子衰变的情况下实现正确的质量层次。
提出的方法
- 使用马德里嵌入框架，对orientifold紧化中的MSSM quiver进行系统性的自下而上分析。
- 将五维质子衰变算符的约束纳入quiver模型分类。
- 利用可分解Yukawa纹理在quiver框架中生成层次化的费米子质量。
- 显式构建并分析一个具有受控Yukawa耦合与抑制质子衰变的五堆栈quiver模型。
- 将模型预测与质子寿命及费米子质量比的现象学约束进行比较。
- 应用群论与规范动力学约束，确保与MSSM类低能物理的一致性。
实验结果
研究问题
- RQ1在马德里嵌入中，哪些四堆栈quiver配置能同时满足五维算符引起的质子衰变约束与质量层次生成？
- RQ2在MSSM orientifold紧化中，可分解Yukawa纹理如何与五维质子衰变算符的存在相互作用？
- RQ3一个五堆栈quiver模型能否在避免快速质子衰变的同时实现现实的费米子质量层次？
- RQ4规范群结构与D-brane配置在抑制危险质子衰变模式中起到什么作用？
- RQ5质子衰变与质量层次的约束如何共同限制MSSM orientifold框架中可行的quiver模型？
主要发现
- 系统识别出所有在马德里嵌入中满足五维算符引起的质子衰变约束的四堆栈quiver。
- arXiv:0909.4292中提出的五堆栈quiver模型通过可分解Yukawa纹理成功实现了正确的费米子质量层次。
- 该五堆栈模型未表现出快速质子衰变，表明质量层次生成与质子稳定性之间具有相容性。
- 分析表明，只要规范与物质内容经过仔细调制，可分解Yukawa纹理与五维质子衰变算符可以以受控方式共存。
- 结果表明，无需引入额外对称性即可在orientifold紧化中构建可行的MSSM类模型以抑制质子衰变。
- 本研究提供了一个具体且现象学可行的quiver模型，同时满足质量层次与质子衰变约束，推动了弦理论中自下而上模型构建的发展。
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