We study various phenomenological implications of R-parity violating interactions and neutrino masses in supersymmetric models. Supersymmetry has been introduced to solve the gauge hierarchy problem. Minimal Supersymmetric Standard Model requires extra discrete symmetry which would forbid the rapid proton decay. Models which conserve baryon number and allow for small lepton number violation
explain non-zero neutrino masses while avoiding rapid proton decay.
We first review the basic materials of supersymmetry and present the important consequences of R-parity violation. R-parity violating interactions can contribute to various low energy processes via the exchange of virtual superparticles. The upper limits on trilinear R-parity violating couplings can be deduced from such processes under the assumption of single coupling dominance. All these bounds are collected and systematically reviewed. We also dicuss the new contributions, which contains both bilinear and trilinear R-parity violating interactions, to the fermion EDM and several lepton number violating processes like μ→eγ↔, μ→eee, μ↔e conversion.
One loop contributions to the neutrino mass matrix in R-parity violating supersymmetric models are studied and expressed in terms of basis independent quantities. We investigate the possibility of explaining all the fermion mass hierarchy in terms of flavor U(1) symmetry, including the neutrino mass and mixing structure suggested by neutrino oscillation experiments. A general formulation of sneutrino - antisneutrino mixing phenomena is presented in the field theory approach and applied to the anomaly mediated supersymmetry breaking models and R-parity violating models.
이 논문에서는 R 패리티를 깨는 상호작용과 중성미자 질량의 현상론적 의미를 탐구하였다. R 패리티는 매우 빠른 양성자 붕괴를 막기 위하여 MSSM에 도입되었다. 그러나, 현상론적으로는 MSSM 수퍼포텐셜 (superpotential)에 고차항을 포함시키면 양성자 붕괴를 성공적으로 막지 못하며 이론적으로도 근거가 부족하다. 바리온 수 (B) 는 보존되고 렙톤 수 (L) 는 살짝 깨어진 R 패리티가 깨어진 모형은 뉴트리노의 질량을 설명하는 경제적인 모형이다. R 패리티가 깨어진 모형은 LSP의 붕괴, 전하를 띤 LSP, 그리고 하나의 초입자의 생성 등 확실히 구별되는 특징들을 가진다.
현재까지 알려진 R 패리티를 깨는 3승항의 계수에 대한 모든 제약들을 모아서 체계적으로 검토하였다. R 패리티를 깨는 2승항과 3승항이 동시에 존재하면 전자나 가벼운 쿼크들의 전기쌍극자와 μ→eγ 과정에 한 고리 그림을 통하여 큰 기여를 줄 수 있다. μ→eee, μ→e 환 및 K 메존의 희소 붕괴에 대한 기여도 역시 고려되었다. 대체적으로 그들의 기여는 tan β가 커짐에 따라서 커진다. 이상의 과정들로부터 얻은 제약들은 Table 4.1, 4.2에 정리되었다.
R 패리티가 깨어진 모형에서는 한 종류의 중성미자는 $L_i$ 와 $H_1$ 필드의 믹싱으로 인하여 트리 레벨에서 질량을 가진다. 다른 두 종류의 중성미자는 한 고리
보정으로부터 질량을 얻는다. 측정가능한 질량 고유값이나 섞임각들과 라그랑지안에 쓰여지는 매개변수 사이의 관계를 잘 추적하기 위하여 R 패리티를 보존하는 MSSM 안에서 mass insertion 방법을 사용하여 한 고리 보정을 계산하였다.
서로 다른 기저에서 얻어진 결과를 비교하기 위하여 기저에 의존하지 않는 양들로 결과를 기술하였다. U(1) 대칭성을 사용하여 중성미자를 포함한 모든 페르미온들의 질량 및 섞임각의 계층성을 설명할 가능성을 조사하였으며, 몇 개의 구체적인 모형을 얻었다. 이 모형은 게이지 상호작용이 초대칭을 깨는 모형과 큰 tan β에서 잘 동작한다.
중성미자가 Majorana 질량을 가지는 초대칭 모형에서는 초중성미자와 반초중성미자가 섞일 수 있다. 이 효과를 미래 가속기에서 잘 보기 위해서는 초중성미자의 붕괴시간이 길어야 한다. 이 조건은 R 패리티가 깨어진 모형과 anomaly가 초대칭붕괴를 전달하는(AMSB) 모형에서 충족되어진다. AMSB 모형에서 이 효과가 잘 나타나는 매개변수의 영역을 그림 6.1, 6.2에 나타내었다.
