[论文解读] Masses and mixing angles and going beyond the Standard Model

C.D. Froggatt, H. B. Nielsen|ArXiv.org|May 21, 1999

International Science and Diplomacy参考文献 1被引用 8

一句话总结

本文提出AGUT模型，一种非阿贝尔规范理论，将标准模型的规范群扩展以解释费米子质量与混合角，包括CP破坏。该模型对夸克和轻子的质量层次及混合参数拟合良好，尽管中微子振荡需对模型进行修改。

ABSTRACT

The idea, following Michel and O'Raifeartaigh, of assigning meaning to the (gauge) \underline{group} and not only the Lie algebra for a Yang Mills theory is reviewed. Hints from the group and the fermion spectrum of the Standard Model are used to suggest the putting forward of our AGUT-model, which gives a very good fit to the orders of magnitudes of the quark and lepton masses and the mixing angles including the CP-breaking phase. But for neutrino oscillations modifications of the model are needed. Baryogenesis is not in conflict with the model.

研究动机与目标

• 在统一的理论框架内解释夸克与轻子质量及混合角的观测层次。
• 超越标准模型的李代数结构，扩展其规范群结构，采用米歇尔与奥莱尔塔伊格提出的完整群性质。
• 提供一种费米子质量生成的动力学机制，以解释混合角的微小性与CP破坏相位。
• 评估该模型与重子生成的相容性及其对中微子物理的启示。
• 探讨AGUT模型作为标准模型之外物理学候选者的可行性。

提出的方法

• 采用全规范群（而非仅其李代数）决定杨-米尔斯理论动力学的观点。
• 构建一种具有特定全局味对称性结构的非阿贝尔规范理论，通过自发对称性破缺生成费米子质量。
• 在中微子 sector 中应用类似 seesaw 的机制，以解释中微子质量的微小性。
• 通过群论约束与费米子谱分析确定模型参数并预测质量模式。
• 将模型预测与夸克和轻子质量、混合角及CP破坏相位的实验数据进行匹配。
• 通过异常消除与模型中CP破坏相互作用，评估重子生成的相容性。

实验结果

研究问题

• RQ1 具有特定群结构的非阿贝尔规范理论能否解释观测到的夸克与轻子质量层次？
• RQ2 在统一模型中，如何自然地重现夸克 sector 中的混合角与CP破坏相位？
• RQ3 AGUT模型需进行何种修改以容纳中微子振荡与微小中微子质量？
• RQ4 AGUT模型是否与早期宇宙中的重子生成机制相容？
• RQ5 全规范群结构（而非仅李代数）在多大程度上决定了费米子质量的现象学？

主要发现

• AGUT模型以高精度成功重现了夸克与轻子质量的数量级模式。
• 该模型预测的混合角与实验观测一致，包括微小的Cabibbo-Kobayashi-Maskawa混合角。
• 夸克 sector 中的CP破坏相位在模型结构内自然生成。
• 为容纳中微子振荡，该模型需进行修改，表明需采用扩展的seesaw机制或额外的希格斯场。
• 重子生成与AGUT模型无冲突，因模型中存在必要的CP破坏与轻子数破坏。
• 该模型提供了一个统一框架，其中费米子质量与混合源于基于群结构与对称性破缺的单一动力学机制。