[论文解读] Neutrino mass from torsion coupled to fermion in large extra dimension

Soumitra SenGupta, Aninda Sinha|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 2001

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用 1

一句话总结

本文提出，通过五维大额外维度中与体费米子耦合的挠率，可在爱因斯坦-狄拉克-嘉当框架下生成中微子质量，其中卡勃-拉蒙德场产生挠率。该耦合诱导出类似马约拉纳的质量项，提供了一种无需显式希格斯耦合的几何质量生成机制。

ABSTRACT

In this paper we investigate whether torsion can generate neutrino mass. We consider an Einstein-Dirac-Cartan lagrangian in 4 dimensional spacetime with torsion generated by the Kalb-Ramond antisymmetric field in presence of a bulk fermion in five dimensions.We show that such a coupling can generate a mass term for the neutrino.

研究动机与目标

• 探讨高维时空中挠率是否可在不依赖希格斯机制的情况下生成中微子质量。
• 研究卡勃-拉蒙德反称张量场在五维体空间中生成时空挠率的作用。
• 研究五维爱因斯坦-狄拉克-嘉当框架下挠率与体费米子之间的耦合。
• 确定此类耦合是否在四维有效理论中产生物理的中微子质量项。

提出的方法

• 构建一个以卡勃-拉蒙德场为挠率源的五维爱因斯坦-狄拉克-嘉当拉格朗日量。
• 通过积分掉额外维度，获得包含诱导挠率效应的四维有效理论。
• 分析费米子部分，识别由挠率-费米子耦合产生的质量生成项。
• 从四维约化中的相互作用拉格朗日量推导出有效中微子质量项。
• 利用旋支连接和挠率张量，对费米子的几何耦合进行建模。

实验结果

研究问题

• RQ1 在大额外维度中，由卡勃-拉蒙德场产生的挠率是否能生成中微子质量项？
• RQ2 五维中卡勃-拉蒙德场与费米子的耦合如何影响四维中微子质量谱？
• RQ3 从五维挠率-费米子相互作用在四维有效理论中诱导出的质量项具有何种性质？
• RQ4 所生成的中微子质量是否与中微子的马约拉纳性质相容？

主要发现

• 在五维中由卡勃-拉蒙德场源产生的挠率，可在四维有效理论中诱导出中微子质量项。
• 该质量项源于费米子与挠率张量之间的耦合，无需引入类似希格斯的标量场。
• 该机制生成了类似马约拉纳的质量项，与中微子为马约拉纳粒子的可能性一致。
• 诱导出的质量与费米子和挠率场之间的耦合强度成正比，该关系由五维拉格朗日量推导得出。