1．Motivation

Lepton flavor violation
in the triplet Higgs model
Kakizaki, Mitsuru (ICRR, University of Tokyo)
Jun. 9, 2004 @ Kobe University
Ref.: M. K., Yoshiteru Ogura and Fumitaka Shima
Phys. Lett. B 566 (2003) 210 [hep-ph/0304254]


Weak scale の質量を持つ
SU(2)L triplet Higgs boson 媒介で起こる
charged lepton flavor violation (LFV) の解析
Higgs triplet model では、 LFV 過程の観測により
neutrino mass pattern の峻別が可能
Jun. 9, 2004
Kakizaki, Mitsuru
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１．Motivation
 ここ数年の素粒子物理学における大きな進展の一つ：
ニュートリノ振動現象の検出
ニュートリノに小さな質量が存在する
 ニュートリノに世代間の混合がある

 素粒子標準模型はニュートリノの質量を説明できない
ニュートリノの質量を説明できるように
標準模型を拡張する必要がある
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実験サイド
ニュートリノの質量・世代混合
 ニュートリノ振動実験
ニュートリノの質量の２乗差・混合角の情報：
(aka.
)
上限のみわかっている
しかし、質量固有値のパターンはまだわかっていない
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ニュートリノ振動実験から許される
ニュートリノ質量パターン
階層型
(Hierarchical)
縮退型
(degenerate)
逆階層型
(Inverted-hierarchical)
ニュートリノ質量の情報を持つ他の信号を探すことが重要
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理論サイド
ニュートリノ質量の小ささを
説明する模型(1)
1. （カノニカル）シーソー機構 [Yanagida,Gell-man—Ramond,Slansky]
標準模型に右巻ニュートリノを導入：
小さなニュートリノ質量は
大きな質量スケール
の存在で自然に理解できる
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ニュートリノ質量の小ささを
説明する模型(2)
2. ヒグス三重項模型
[Schechter--Valle (1980)]
三重項のヒグスボソン
を導入：
小さなニュートリノ質量は、小さな質量スケールか
大きな質量スケール
の存在で自然に理解できる
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ニュートリノ質量模型の比較
1. Right-handed neutrino
のとき
Neutrino 質量実験以外で見えない
2.
triplet Higgs boson
今回注目
であれば
でも
neutrino 質量の情報が collider, LFV 実験でも得られる
Higgs triplet model において LFV 過程と
neutrino mass pattern の関係を調べた
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Contents
1. Motivation
2. Higgs 三重項模型 (Review)
3. Higgs三重項模型における
レプトンフレーバーの破れ
4. Summary
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2. Higgs 三重項模型 (Review)
[Schechter--Valle (1980)]
Idea: 標準模型に
三重項のヒグスボソンを加える
 標準模型のゲージ対称性

（
世代）
のとき軽いニュートリノ質量が実
現：
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3. Lepton flavor violation
Lepton 混合項：
観測可能な LFV 過程
ニュートリノ質量、混合角
 Neutrino 質量行列は湯川結合と１対１対応：
質量固有値
レプトン混合角
LFV の観測により、ニュートリノの質量タイプが解明
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 1-loop level で起こる
 世代構造
階層型
縮退型
逆階層型
質量パターン依存性は小さい
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 tree level でも起こる
より主要
cf.: SUSY model では 1-loop level で起こる
 世代構造
階層型
縮退型
質量パターンに強く依存
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逆階層型
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Conversion
 1-loop level で起こる
Loop の中を”massless”粒子が回る
振幅は
で enhance
[Marciano—Sanda(1977)]
conversion ratio は
と匹敵
（次のスライドで示す）
cf.: log enhance のない model では
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分岐比の比の観測
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mass pattern がわかる
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ヒグス三重項模型の特徴

に対する制限が非常に厳しい
LFV tau 崩壊は近い将来観測されないことを予言
 左巻レプトンのみがヒグス三重項と結合
Antimuon 崩壊で出る positron は右巻：
Polarized muon を用いた実験で検証可能 [Kuno—Okada]
 LFV 崩壊率:
コライダー実験と相補的
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4. Summary


Weak scale の質量を持つ Higgs triplet boson
の媒介で起こる LFV processの解析
この model では lepton 混合項は
ニュートリノ質量項のみ
LFV 崩壊の分岐比の比を計ることで、
ニュートリノの質量タイプの解明が可能
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Backup slides
ニュートリノ質量パターン

階層型：

縮退型：

逆階層型：
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