Phenomenology of natural GUT with spontaneous SUSY breaking and extra dmension

具有自发 SUSY 断裂和额外维度的自然 GUT 现象学

基本信息

批准号：
19K03823
负责人：
前川展祐
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

宇宙紐からの重力波により、標準模型を超える物理における対称性の破れの痕跡を捉えられることが指摘されているにも関わらず、宇宙紐の形成条件がそれほど明らかではない。位相弦に関しては数学的に形成条件がよくわかっているが、非位相弦については、標準模型における対称性の破れSU(2)*U(1)->U(1)以外の破れではほとんど議論されていない。今回、神田氏とともにSU(N)*U(1)->SU(N-1)*U(1)という自発的な対称性の破れにおいて古典的に安定な宇宙紐が形成される条件を明らかにした。自然な大統一理論には、ゲージ結合定数の統一とニュートリノ質量の大きさを両立させるには、パラメータのチューニングが必要になる、という不満足な点がある。この結果は、対称性で許されるすべての項をO(１)係数で導入する、という大胆な仮定から導かれる結果である。この大胆かつ自然な仮定をあえて外すことで、この問題を解決する可能性を谷井氏とともに探った。すると、多くの可能性があることがわかり、そのうちの一つの可能性では、少々敗れている対称性を導入することで自然に実現できることがわかった。興味深いことは、この状況を自然な大統一理論で対称性を自発的に破ることで実現不可能である。つまり、自然な大統一理論の枠組みを超えた理論（例えば、余次元理論等）で実現する必要があることである。つまり、自然な大統一理論を超える物理を考えるうえで重要なヒントになりうることがわかる。また、この考えを超対称性を自発的に破るシナリオに導入すると、超対称性の破れのスケールを下げることができ、まだまだ電弱スケールよりも大きいので不自然さは残っているが、改善することが分かってきた。

尽管有人指出，来自宇宙弦的引力波可以捕捉到标准模型之外的物理学中对称性破缺的痕迹，但宇宙弦形成的条件却并不那么清楚。对于相串，形成条件在数学上是众所周知的，但对于非相串，除了标准模型中的 SU(2)*U(1)->U(1) 之外，很少讨论对称性破坏。。这次我们和神田先生一起，阐明了自发对称破缺SU(N)*U(1)->SU(N-1)*U(1)中经典稳定宇宙弦的形成条件。我做到了。自然大统一理论的一个不令人满意的方面是它需要调整参数以平衡规范耦合常数与中微子质量大小的统一。这一结果源自大胆的假设，即对称性允许的所有项均以 O(1) 系数引入。我们与谷井先生一起探讨了通过有意消除这个大胆而自然的假设来解决这个问题的可能性。事实证明，存在多种可能性，其中一种可以通过引入稍微失效的对称性来自然地实现。有趣的是，这种情况无法通过自然大统一理论中的对称性自发破缺来实现。换句话说，需要使用超越自然大统一理论框架的理论（例如共维理论）来实现这一点。换句话说，可见这可以为超越自然大统一理论的物理学思考提供重要提示。另外，如果将这个想法引入到超对称自发破缺的场景中，超对称破缺的规模可以降低，尽管它仍然大于电弱规模，因此不自然，但我已经得到了改进。明白这一点。