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(九月)陳泉宏教授與合作者建構一可解釋微中子質量來源並提供暗物質粒子的有效模型

微中子質量的起源與佔整個宇宙有26.8%的暗物質是什麼,是目前還未解決的問題。如果將暗物質視為是大質量的弱交互作用粒子(weakly interacting massive particle),延伸的問題是什麼種類的粒子可以成為暗物質? 陳泉宏教授與其合作者思考如何建立一個合理有效的模型藉以同時解釋微中子質量的產生機制並能提供暗物質粒子。研究發現,若在標準模型的架構下引入新的U(1)X規範對稱性及帶有此對稱性量子數的粒子如兩個惰性希格斯雙態(inert Higgs doublets)與一個狄拉克型的電中性輕子,那麼從圈圖的輻射效應上就可以產生微中子質量。另外,此模型所引入的中性輕子可以成為暗物質。除了微中子質量與暗物質,本篇研究論文亦探討輕子味改變(lepton-flavor changing)的稀有衰變。研究顯示,此模型所預言的衰變分支比可達到未來實驗的測量靈敏度,也就是未來的實驗可以檢驗此模型是否可行。

詳見 Journal of High Energy Physics (2022)