放射質量機構：フレーバー階層性と強いCP問題への新たなアプローチ

Q: このモデルは、ニュートリノの質量や混合などの他の未解決問題を説明できるでしょうか？

このモデルは、荷電レプトンの質量階層を説明するために拡張された seesaw 機構を採用しており、ニュートリノセクターにも自然に拡張できます。 具体的には、右巻きニュートリノ $\nu_{Ri}$ に対して、ゲージ不変でパリティ対称性を満たす Majorana 質量項 $M_{Nij} \bar{\nu_{Ri}^c} \nu_{Rj}$ を導入できます。この Majorana 質量項は、 seesaw 機構を通じて、軽いニュートリノ質量と大きな混合角を生成する効果があります。 ただし、このモデルでは、ニュートリノ質量階層や混合角の具体的な値を予測することはできません。ニュートリノセクターのパラメータを決定し、観測結果と比較するためには、さらなる研究が必要です。

Q: このモデルは、LHCなどの現在または将来の実験で検証可能でしょうか？

このモデルは、フレーバーを破る新しいゲージボソン $X$ を導入しており、LHC や将来の加速器実験で検証可能な可能性があります。 具体的には、$X$ ボソンは、第二世代と第三世代のクォークやレプトンとの結合が強く、これらの粒子の対生成や、フレーバーを破る稀崩壊過程を通じて生成される可能性があります。 しかし、このモデルで予測される $X$ ボソンの質量は 100 TeV を超える可能性があり、現在の LHC のエネルギーでは生成が難しい可能性があります。将来のより高エネルギーの加速器実験が、このモデルの検証に必要となるでしょう。 さらに、ミューオンの稀崩壊過程、例えば $\mu \to e \gamma$ や $\mu \to 3e$ なども、このモデルで予測されるフレーバーを破る相互作用の影響を受けます。これらの過程の分岐比は、現在の測定精度では観測が難しいものの、将来の感度向上によって、このモデルを制限あるいは検証できる可能性があります。

Q: もし強いCP位相θ¯が10^-14よりもはるかに小さいことが判明した場合、このモデルはどのように修正されるべきでしょうか？

もし強いCP位相 $\bar{\theta}$ が $10^{-14}$ よりもはるかに小さいことが判明した場合、このモデルは、スカラーセクターの修正が必要になります。 具体的には、スカラーセクターにおけるパリティ対称性の破れ方を調整することで、$\bar{\theta}$ をより小さくすることができます。例えば、パリティ対称性を厳密に課し、スカラーポテンシャルにパリティを破る項を導入しないようにする方法が考えられます。 また、$\bar{\theta}$ を抑制するために、Peccei-Quinn機構のような、強いCP問題に対する別の解決策を導入することも考えられます。この場合、アクシオンと呼ばれる新しい粒子が導入され、$\bar{\theta}$ を動的にゼロに設定します。 いずれにせよ、強いCP位相 $\bar{\theta}$ の精密測定は、このモデルの妥当性を検証し、さらなる修正の指針を与える上で非常に重要です。

核心概念

この論文では、フェルミオンの質量階層性と強いCP問題の解決を同時に目指す、パリティ不変の左右対称モデル（LRSM）に基づく新しいモデルを提案しています。

要約