大统一框架下的中微子质量轻子夸克机制

我们证明了在包含标量轻子夸克(LQs)与电荷匹配的夸克作为圈内粒子的 grand unification (大统一) 框架下，单圈中微子质量机制的可行性。该机制可在超对称与非超对称模型中实现，且要求至少存在一对 LQ。通过 up 型与 down 型夸克圈生成中微子质量的合适粒子对分别为 $S_3$-$R_2$ 与 $S_{1,\,3}$-$\tilde{R}_2$。我们在分析中考虑了 LQ 质量的两个现象学上不同的区间。第一区间要求圈中存在极重 LQ。这可在 $S_{1,\,3}$-$\tilde{R}_2$ 情景中自然实现，此时 LQ 质量大致介于 $10^{12}$ GeV 与 $5 \times 10^{13}$ GeV 之间。这些下限与上限分别源自对部分质子衰变寿命的实验限制与微扰性约束。第二区间对应于中微子质量圈中可对撞机可及的 LQ。该选项在我们讨论的统一模型中的 $S_3$-$\tilde{R}_2$ 情景下是可行的。若进一步假设存在 II 型跷跷板机制，则除 II 型跷跷板贡献本身外，还需考虑来自 $S_3$-$R_2$ 情景的额外贡献。我们借助 $SU(5)$ 的语言，给出了能产生上述所有 LQ 对必要混合的可重整算符的完整列表。我们还讨论了该机制在 $SU(5)$ 与 $SO(10)$ 规范群中的几种可能嵌入。