[论文解读] Softly broken lepton numbers: an approach to maximal neutrino mixing

Eps Hep, Lus Lavoura|arXiv (Cornell University)|Oct 3, 2001

Neutrino Physics Research参考文献 4被引用 14

一句话总结

本文提出一个包含三个右手中微子的跷跷板模型，其中家族轻子数通过右手中微子的马约拉纳质量矩阵被轻微破坏。通过在该轻微破坏下施加对称性，该模型自然地实现了最大值的大气中微子和/或太阳中微子混合，而无需微调，为中微子振荡中的大混合角提供了一个可计算的框架。

ABSTRACT

In the extension of the standard model with three right-handed neutrinos andthe seesawmechanism,weassumethatthe generationleptonnumbersareseparately conserved in the Yukawa couplings, and that they are softly broken by the Majorana massmatrixofthe neutrinosinglets. Deviationsfromfamily-lepton-numberconservation are then calculable. In this framework, it is possible to introduce symmetries such that either maximal atmospheric-neutrino mixing, or maximal solar-neutrino mixing, or both simultaneously, are achieved naturally.

研究动机与目标

• 解释观测到的中微子振荡中大混合角，特别是最大值的大气中微子和太阳中微子混合。
• 通过在标准模型中引入三个右手中微子，解决中微子质量的层次问题。
• 提供一种可计算的轻子数破坏机制，同时保持自然性和基于对称性的解释。
• 探讨最大混合是否可源于家族轻子数结构的轻微破坏，而非偶然对称性。

提出的方法

• 将三个右手中微子引入标准模型，通过跷跷板机制生成小的轻子中微子质量。
• 假设生成特定的轻子数在汤川耦合中守恒，以保持近似全局对称性。
• 通过右手中微子的马约拉纳质量矩阵实现这些轻子数对称性的轻微破坏。
• 利用所得结构计算有效轻子中微子质量矩阵，并分析其混合模式。
• 识别出使混合矩阵实现最大值大气中微子或太阳中微子混合的对称性条件。
• 证明最大混合自然地源于轻微破坏模式，而非偶然抵消。

实验结果

研究问题

• RQ1 在右手中微子马约拉纳质量矩阵轻微破坏轻子数对称性的跷跷板模型中，能否自然实现最大值的大气中微子混合？
• RQ2 能否在相同的对称性破缺框架下，无需微调地推导出最大值的太阳中微子混合？
• RQ3 右手中微子马约拉纳质量矩阵的何种特定结构会导致轻子中微子区出现大混合角？
• RQ4 轻子数的轻微破坏如何影响中微子混合矩阵和质量谱？
• RQ5 是否存在一种对称性实现，使得最大值的大气中微子和太阳中微子混合同时发生？

主要发现

• 当轻子数的轻微破坏尊重特定对称性模式时，最大值的大气中微子混合可自然实现。
• 类似地，当轻微破坏保持另一种对称性结构时，最大值的太阳中微子混合也会出现。
• 若轻微破坏尊重联合对称性条件，则可同时实现两种最大混合模式。
• 对精确轻子数守恒的偏离是可计算的，并由右手中微子马约拉纳质量矩阵的结构所控制。
• 该模型通过从对称性原理而非任意参数选择推导出大混合角，避免了微调。
• 具有轻微破坏家族轻子数的跷跷板机制提供了一个可行且具有预测力的大中微子混合角框架。