R패리티

R-패리티는 입자 물리학의 개념이다.최소 초대칭 표준 모델에서, 이 이론의 모든 재생 가능한 커플링에 의해 중칭 번호와 렙톤 번호가 더 이상 보존되지 않는다.바이런 번호와 렙톤 번호 보존은 매우 정밀하게 테스트되었기 때문에 이러한 커플링은 실험 데이터와 충돌하지 않기 위해 매우 작아야 한다.R-패리티는 이러한 커플링을 금지하고 있으며 다음과^[1] 같이 정의할 수 있는 최소 초대칭 표준 모델(MSSM) 필드에 작용하는 Z $\mathbb {Z} _{2}$ ${\$ 대칭이다 $\mathbb {Z} _{2}$ .

P_{\mathrm {R}}}}}=(-1)^{3B+L+2s}

또는 동등하게 다음과 같이

P_{\mathrm {R}}}}}=(-1)^{3(B-L)+2s},

여기서 $s$ 는 스핀이고, $B$ 는 바이론 번호, $L$ 은 렙톤 번호다.모든 표준 모델 입자는 R-패리티 +1이고 초대칭 입자는 R-패리티 -1이다.

효과와 원칙이 다른 여러 형태의 패리티가 있다는 점에 유의하십시오.이 패리티를 다른 패리티와 혼동해서는 안 된다.

암흑물질 후보

R-패리티가 보존되면 가장 가벼운 초대칭 입자(LSP)는 붕괴할 수 없다.따라서 이 가장 가벼운 입자(존재하는 경우)는 일반적으로 암흑 물질이라고 불리는 우주의 관측된 누락 질량을 설명할 수 있다.^[2]관측치를 적합시키기 위해, 이 입자는 100 GeV/c² ~ 1 TeV/c의² 질량을 가지며, 중립적이며 약한 상호작용과 중력 상호작용을 통해서만 상호작용한다고 가정한다.그것은 종종 약하게 상호작용하는 거대한 입자 또는 WIMP라고 불린다.

일반적으로 MSSM의 암흑물질 후보물질은 전기와크 가우기노와 힉시노스의 혼합물로 중성미자로 불린다.MSSM에 대한 연장선상에서 스니우트리노가 암흑 물질 후보일 가능성이 있다.또 다른 가능성은 중력 상호작용을 통해서만 상호작용하며 엄격한 R-패리티를 요구하지 않는 그라비티노다.

MSSM 커플링에 대한 R-패리티 위반

MSSM의 커플링을 위반하는 리노멀라이징 가능한 R-패리티는 다음과 같다.

${\$ $U^{c}D^{c}D^{c$ }}}{c $}}}}$ 는 $B$ 를 1단위 위반함 $\int d^{2}\theta \;\lambda _{1}\;U^{c}D^{c}D^{c}$

이 결합만을 수반하는 가장 강력한 제약조건은 중성자-항미뉴트론 진동의 비관찰에서 비롯된다.

${\displaystyle \int d^{2}\theta \;\lambda _{2}\;$ $QD^{c}L}$ 이(가) 1단위 $L$ 을 위반함 $\int d^{2}\theta \;\lambda _{2}\;QD^{c}L$

이 커플링에만 관련된 가장 강력한 제약조건은 쿼크와 렙톤 충전 전류 디케이의 $G_{F}$ Fermi $G_{F}$ $G_{F}$ F ${\$ G_ ${F$ }의 위반 보편성이다.

$\int d^{2}\theta \;\lambda _{3}\;LE^{c}L$ $LE^{c}L}$ 이(가) $L$ 을 1단위 위반함 $\int d^{2}\theta \;\lambda _{3}\;LE^{c}L$

이 커플링에만 관련된 가장 강력한 제약조건은 렙톤 충전 전류 해독에서 Fermi 상수의 위반 보편성이다.

${\$ $LH_{u}}$ 는 $1단위$ 로 L을 $\int d^{2}\theta \;\kappa \;LH_{u}$ 위반함

이 결합만을 수반하는 가장 강력한 제약조건은 그것이 큰 중성미자 덩어리로 이어진다는 것이다.

단일 연결 장치에 대한 제약이 상당히 강한 반면, 여러 연결 장치를 함께 결합하면 양성자 붕괴로 이어진다.따라서 양성자 붕괴율의 최대 한계로부터 커플링 값에 대한 최대 한도가 더 있다.

양성자 붕괴

${\mathcal {O}}(1)$ 과 Lepton 번호를 보존하고 O ${\mathcal {O}}(1)$ ( $){\displaystyle {\mathcal{O}(1)$ 커플링을 ${\mathcal {O}}(1)$ 커플링 위반 R-패리티에 대해 취하지 않으면 양성자는 약 10초⁻² 후에 부패하거나 최소 맛 위반을 가정할 경우 양성자 수명을 1년으로 연장할 수 있다.양성자 수명은 (정확한 붕괴 경로에 따라) 10년에서³³ 10년³⁴ 이상일 것으로 관측되기 때문에, 이것은 모델을 매우 불쾌하게 할 것이다.R-패리티는 커플링을 위반하는 모든 신장 가능한 중형 및 렙톤 수를 0으로 설정하고 양성자는 신장 가능한 수준에서 안정적이며 양성자의 수명은 10년으로³² 증가하며 현재 관측 데이터와 거의 일치한다.

양성자 붕괴는 렙톤과 바이론 수를 동시에 위반하기 때문에 결합을 위반하는 단일 재생 가능한 R-패리티는 양성자 붕괴로 이어지지 않는다.이는 연결 장치를 위반하는 R-패리티 중 하나만 0이 아닌 R-패리티 위반에 대한 연구에 동기를 부여했으며, 이를 단일 연결 장치 우위 가설이라고도 한다.

R-패리티의 가능한 기원

R-패리티를 동기화하는 매우 매력적인 방법은 현재 실험에 접근할 수 없는 척도에서 자연적으로 파손되는 $B$ - L $연속$ 게이지 대칭이다.연속 $U(1)_{B-L}$ ) $U(1)_{B-L}$ - L ${\$ 1) $_{B-L}$ 은(는) $B$ 와 $L$ 을 위반하는 식별 가능한 용어를 금지한다 $U(1)_{B-L}$ .^[3]^[4]^[5]^[6] $U(1)_{B-L}$ ) $U(1)_{B-L}$ - $U(1)_{B-L}$ ${\$ 이(가)^[7]^[8]^[9]^[10]^[11] 3( $B$ - $L$ )의 정수 값까지 전달하는 스칼라 진공 기대치(또는 기타 순서 파라미터)에 의해서만 파손된 경우 $U(1)_{B-L}$ , 원하는 특성을 가진 정확히 보존된 이산형 부분군이 존재한다.R패리티 아래 홀수인 스니우트리노(Neutrino의 초대칭 파트너)가 진공 기대치를 개발하는지 여부가 관건이다.현상학적으로 볼 때, $U(1)_{B-L}$ (1 $U(1)_{B-L}$ ) $U(1)_{B-L}$ - $U(1)_{B-L}$ ${\$ 가 전기약보다 훨씬 높은 눈금에서 깨지는 $U(1)_{B-L}$ 어떤 이론에서도 이런 일이 일어날 수 없음을 알 수 있다.이것은 대규모 시소 메커니즘에 근거한 어떤 이론에서도 사실이다.^[12]결과적으로, 그러한 이론에서 R-패리티는 모든 에너지에서 정확하다.

이러한 현상은 SO(10) 원대한 통일 이론에서 자동 대칭으로 발생할 수 있다.이러한 R-패리티의 자연 발생은 SO(10)에서 표준 모델 페르미온이 16차원 스피너 표현에서 발생하는 반면 힉스는 10차원 벡터 표현에서 발생하기 때문에 가능하다.SO(10) 불변 커플링을 만들려면 일정한 수의 스피너 필드(즉, 스피너 패리티가 있음)가 있어야 한다.GUT 대칭 파괴 후, 이 스피너 패리티는 GUT 대칭을 파괴하는 데 스피너 필드를 사용하지 않는 한 R-패리티로 하강한다.그러한 SO(10) 이론의 명시적인 예가 구성되었다.^[13]^[14]

참고 항목

R-대칭

참조

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외부 링크

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