[论文解读] Short review about the MSSM with three right-handed neutrinos (MSSM3RHN)

M. C. Rodriguez|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 2020

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 67被引用 6

一句话总结

本文全面回顾了包含三个右手上中微子的最小超对称标准模型（MSSM3RHN），通过超多重态将MSSM扩展以引入重Majorana中微子。该模型采用超空间形式构建拉格朗日量，通过Yukawa耦合与软SUSY破缺项推导出中微子与sneutrino的质量，并将其与更广泛的超对称框架（如SUSYB-L、SUSYLR及两种SUSYGUT）相联系，所有这些框架均包含三个右手上中微子，用于生成中微子质量与轻子生成。

ABSTRACT

We give a review about the Minimal Supersymmetric Standard Model with three right-handed neutrinos (MSSM3RHN). We, first introduce the minimal set of fields to built this model in their superfields formalism. After it, we build the lagrangian of the model in the superspace formalism and also introduce the soft terms to break SUSY. We show how to get masses to the neutrinos and sneutrinos in this model.

研究动机与目标

• 通过引入三个右手上中微子超多重态，将最小超对称标准模型（MSSM）扩展，以解决中微子质量与混合问题。
• 在超空间形式中构建MSSM3RHN的完整拉格朗日量，包括超势能与软破缺项。
• 展示中微子与sneutrino的Majorana质量如何通过Yukawa耦合与跷跷板机制在超对称框架下生成。
• 将MSSM3RHN与更广泛的超对称模型（如SUSYB-L、SUSYLR及两种SUSYGUT情景）相联系，所有模型均包含三个右手上中微子。
• 为在具有重右手上中微子的超对称框架下探索轻子生成、暗物质与味物理提供基础。

提出的方法

• 该模型使用超多重态形式构建，将三个右手上中微子旋量超多重态加入MSSM谱中。
• 超势能包含带电轻子与Majorana中微子的Yukawa耦合，使轻子质量的跷跷板机制成为可能。
• 拉格朗日量在超空间中构建，包含所有场的F项、D项与动能项，包括胶ino与selectron等相互作用。
• 通过标量伙伴的质量项与gaugino质量引入软SUSY破缺项，保持规范不变性与R-宇称。
• 从跷跷板机制推导出中微子质量矩阵，轻中微子质量被大右手上中微子质量尺度抑制。
• 该模型被嵌入到SUSYB-L、SUSYLR及两种SUSYGUT模型等更大框架中，所有框架自然容纳三个右手上中微子。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在保持超对称性与规范不变性的前提下，一致地将MSSM扩展以包含三个右手上中微子？
• RQ2 MSSM3RHN中的超势能与软破缺拉格朗日量的结构是什么？它们如何生成中微子质量？
• RQ3 MSSM3RHN中的跷跷板机制与Yukawa耦合如何导致轻Majorana中微子质量与重右手上中微子态？
• RQ4 MSSM3RHN对超对称框架下的轻子生成与重子生成有何影响？
• RQ5 MSSM3RHN如何与其它超对称大统一理论（SUSYGUT）及左右对称模型（如SUSYLR与SUSYB-L）相联系？

主要发现

• MSSM3RHN模型通过跷跷板机制成功生成了轻Majorana中微子质量，轻中微子质量矩阵与 $ f^ u_{ij} \frac{v^2}{M_R} $ 成正比，其中 $ v $ 为Higgs真空期望值，$ M_R $ 为右手上中微子质量尺度。
• 该模型包含完整的超空间形式拉格朗日量，包含所有超多重态（包括右手上中微子超多重态）的F项、D项与动能项。
• 软SUSY破缺项被一致引入，保持R-宇称，并允许sfermion与gaugino质量在现象学上可行。
• 该模型自然嵌入于SUSYB-L、SUSYLR及两种SUSYGUT模型中，所有框架均包含三个右手上中微子，可解释中微子质量与轻子生成。
• MSSM3RHN中的跷跷板机制为生成小中微子质量提供了可行机制，并可通过重右手上中微子衰变实现轻子生成。
• 该模型为研究中微子振荡、暗物质（通过sneutrino LSP）及超对称标准模型中味改变过程提供了统一框架。