Froggatt-Nielsen 机制的全面贝叶斯探索

Froggatt-Nielsen (FN) 机制通过引入具有不同粒子代数 charge 分配的 U(1) 味 symmetry 来成功解释费米子 Yukawa 耦合的层次结构。虽然已提出了一些 FN charge 分配，但其评估主要依赖于启发式方法。本文系统地使用贝叶斯统计分析方法探索 Standard Model 中可行的 FN charge 分配，包括夸克和轻子两个子域。研究探讨了既涉及 seesaw 机制又涉及维数-5 算子生成中微子质量的情形。对 FN charge 进行全面扫描后发现，存在大量与观察到的费米子质量和混合参数相一致的 charge 分配。有趣的是，发现负的 FN charge 和显著的代际差异 charge 是可行的，这与传统假设相反。该分析还比较了 seesaw 机制和维数-5 算子情形，发现两者在寻找最优 charge 分配时没有明显的偏好。此外，本文提出了最轻中微子质量和与 neutrinoless double-beta decay 相关的有效 Majorana 质量的预测，突出了可被未来实验访问到的参数空间。最后研究了中子衰变，表明不同的 FN charge 分配会预测显著不同的中子衰变寿命和分支比率，这为 FN 模型提供了潜在的实验探针。