[论文解读] United Quark and Neutrino Mixing Matrices with Universal Pair of CP-Violating Phases

É. M. Lipmanov|ArXiv.org|Jan 7, 2008

Neutrino Physics Research参考文献 4被引用 3

一句话总结

本文提出了一种统一框架，用于夸克与中微子混合矩阵，仅依赖于一个从两个半经验的味规则——二次DMD层次结构与狄拉克-马约拉纳DMD对偶性——推导出的单一经验参数，而无需假设精确的味对称性。该框架预测了统一的CP破坏相位，分别为约58.8°（狄拉克相位）与31.2°（马约拉纳相位），并建立了14条关联夸克与中微子混合参数、CP相位及轻子质量比的关系式。

ABSTRACT

The Standard Model quark and neutrino mixing matrices are of independent empirical origin, but they do suggest unification. In this paper I obtained two united one-parameter quark and neutrino mixing matrices inferred from two semi-empirical deviation-from-mass-degeneracy (DMD) flavor rules (quadratic DMD-hierarchy rule and Dirac-Majorana DMD-duality rule) without use of the common exact-flavor-symmetry suggestions for that particular unification problem. One small empirical parameter quantitatively defines the pattern of particle flavor physics. The main predictions are: 1) hierarchical connections between the 2 large solar and atmospheric neutrino mixing angels, and the 2 small quark mixing angels, 2) universal sequence of 14 equality relations to that one-empirical-parameter of the quark and neutrino mixing-matrix parameters, CP-phases and lepton mass ratios, which are free dimensionless constants in the Standard Model, 3) complementarity connections between doubled large neutrino and small quark mixing angles, 4) tentative solution of the CP-violation problem in framework of Standard Model mixing matrix phenomenology by suggesting a universal set of two nonzero values ~58.8 and ~31.2 degrees for Dirac and Majorana CP-violating phases.

研究动机与目标

• 在不依赖精确味对称性的前提下，统一描述夸克与中微子的混合矩阵。
• 探讨夸克与中微子独立混合模式的经验起源。
• 通过提出统一的CP相位，解决标准模型中的CP破坏问题。
• 推导出一个连接夸克与中微子混合角及CP相位的单参数框架。
• 建立混合参数、CP相位与轻子质量比之间的定量关系。

提出的方法

• 利用二次偏离质量简并（DMD）层次规则推导出单参数统一混合矩阵。
• 应用狄拉克-马约拉纳DMD对偶规则，连接夸克与中微子的味结构。
• 采用半经验的味规则，而非精确对称性假设，推断混合模式。
• 构建一个能同时描述夸克与中微子混合的统一混合矩阵。
• 从统一框架中识别出一对通用CP破坏相位（约58.8°与约31.2°）。
• 利用单一经验参数，推导出混合角、CP相位与轻子质量比之间的14条等式关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否在不假设精确味对称性的前提下，通过单一经验参数统一描述夸克与中微子的混合矩阵？
• RQ2 在夸克与中微子混合的统一描述中，会涌现出怎样的通用CP破坏相位？
• RQ3 是否存在定量等式关系，将夸克与中微子的混合参数、CP相位及轻子质量比联系起来？
• RQ4 在此统一框架中，大混合角与小混合角之间的层次关联如何产生？
• RQ5 能否通过该模型中CP相位的通用对，解释标准模型中观测到的CP破坏？

主要发现

• 该模型预测了一对通用CP破坏相位：狄拉克相位约为58.8°，马约拉纳相位约为31.2°。
• 它建立了14条等式关系，将夸克与中微子的混合参数、CP相位及轻子质量比联系起来，且所有关系均由单一经验参数决定。
• 在大太阳中微子混合角与大气中微子混合角之间，以及小夸克混合角之间，发现了层次关联。
• 推导出加倍的大中微子混合角与小夸克混合角之间的互补关系。
• 该框架通过为CP相位分配通用值，为标准模型中的CP破坏问题提供了一个初步解决方案。
• 统一混合矩阵由两个半经验的味规则——二次DMD层次结构与狄拉克-马约拉纳DMD对偶性——推导得出，而无需引入精确的味对称性。