一个可预测的 SU(5) 大统一模型中的规范玻色子与标量玻色子介导的质子衰变

我们评估了最简单的可行 $SU(5)$ 模型中的质子衰变特征，并考虑了控制标准模型费米子质量谱的参数约束。所有八种二体质子衰变过程的实验信号都源于两个规范玻色子、一个标量轻子夸克或它们的组合的交换。因此，这使我们能够深入剖析质子衰变模式并预测未来的特征。我们的研究结果表明，观测到质子衰变为 $p\to\pi^0e^+$ 表明是规范玻色子介导，并有可能观测到 $p\to\eta^0e^+$ 模式。或者，如果衰变通过 $p\to K^+\overline\nu$ 过程进行，则是由标量轻子夸克介导的，可能允许观测到 $p\to\pi^0\mu^+$。同时探测到 $p\to\pi^0 e^+$ 和 $p\to K^+\overline\nu$ 可以通过相长干涉增强 $p\to\pi^0\mu^+$。该模型预测，无论主导介导类型如何，在未来几十年内都无法观测到 $p\to\pi^+\overline\nu$、$p\to\eta^0\mu^+$、$p\to K^0e^+$ 和 $p\to K^0\mu^+$。总之，通过对质子衰变信号、规范耦合统一以及费米子质量和混合的全面分析，我们精确地约束了所讨论的 $SU(5)$ 模型的参数空间。