超対称統一理論における世代混合及び超対称性の動力学的破れの模型の研究

超对称统一理论中超对称的生成混合与动力破缺模型研究

• 批准号: 10140209
• 负责人: 松岡 武夫
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kogakkan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10140209/
• 关键词: 超弦理論; 超対称性; 離散対称性; 世代混合; シーソー機構; ニュートリノ振動

力と物質と時空を統一する文字どおりの大統一理論である超弦理論においては、一般にゲージ対称性の共に離散的対称性が現れる。これが世代を区別するフレーバー対称性となる。この対称性は超ポテンシャルの相互作用項に対する選択則となり、有効湯川相互作用にFroggatt-Nielsen機構が起こる。この機構が、低エネルギーにおける超対称なパラメーターの階層的構造を与えるものと考えられるが、しかし、クオークも、up-typeとdown-typeとではその質量の階層的構造は同じではない。これは、高いエネルギースケールに存在して低エネルギーには現れていない粒子があり、その粒子とクオークやレプトンとの状態混合によるものとして説明できる。以前に、研究代表者らは、このアイデアを超対称統一理論の立場から検討し、クオークの質量スペクトルと小林・益川行列の階層的構造を説明できることを示した。本研究計画では、このアイデアをさらにレプトンにも適用し、レプトンの質量スペクトルとレプトンの混合行列も、クオークと合わせて体系的に導出できることを示した。また、統一ゲージ対称性としては、少なくともSU(4)ps×SU(2)L×SU(2)Rを含むものが現象論的に優位であることも示した。具体的には、レプトンの場合は、二つの点でクオークと状況が異なっている。それは、世代混合がクオークではSU(2)Lの一重項であったのに対し、レプトンでは2重項に対して起きること、さらにニュートリノのシーソー機構を取り入れる必要があることである。実験的には、大気ニュートリノのfluxにおけるμニュートリノの欠損から、μニュートリノとχニュートリノとの大きなフレーバー混合が強く示唆されている。本研究計画において、このような大きなフレーバー混合も上記の機構により自然に説明できることを示し、世代混合の起源を明らかにした。

弦理论实际上是一个统一了力、物质和时空的大统一理论，除了规范对称性之外，通常还会出现离散对称性。这就是区分各代人的风味对称性。这种对称性成为超势相互作用项的选择规则，并且在有效的汤川相互作用中出现弗罗加特-尼尔森机制。这种机制被认为给出了低能量下超对称参数的层次结构，但上型夸克和下型夸克的质量层次结构并不相同。这可以通过以下事实来解释：有些粒子存在于较高能量尺度，但在较低能量尺度下不出现，这是由于这些粒子与夸克和轻子的状态混合所致。此前，主要研究人员从超对称统一理论的角度检验了这一想法，并表明它可以解释夸克质谱和小林-益川矩阵的层次结构。在这个研究项目中，我们进一步将这一思想应用到轻子上，并表明轻子的质谱和轻子的混合矩阵也可以与夸克一起系统地推导。我们还表明，至少包含 SU(4)ps×SU(2)L×SU(2)R 的统一规范对称性在现象学上是优越的。具体来说，轻子的情况与夸克有两个不同之处。其原因是夸克中的SU(2)L单线态发生混合，而轻子中的双线态发生混合，并且还需要结合中微子的跷跷板机制。实验上，大气中微子通量中不存在 μ 中微子，强烈表明 μ 和 χ 中微子存在大量混合。在这个研究项目中，我们证明了这种大的风味混合可以通过上述机制自然地解释，并阐明了代际混合的起源。

项目成果

Takeo Matsuoka: "The CKM Matrix and Its Origin" Progress of Theoretical Physics. 100,No1. 107-122 (1998)

松冈武夫：《CKM矩阵及其起源》理论物理进展。

Naoyuki Haba: "Large Lepton Flavor Mixing and E_6-Type Unification Models" Progress of Theoretical Physics. 99,No5. 831-842 (1998)

羽场直之：“大型轻子味混合与E_6型统一模型”理论物理进展。