当前粒子物理理论一些问题的研究

Considering the current status of theoretical particle physics, and our interests and experiences, we plan to study the following problems. (1) In the high energy supersymmetry, the study neutrino physics, including CP violation in neutrino oscillations. Previously we proposed a theoretical model for fermion mass hierarchies by introducing high scale supersymmetry. We will study neutrino physics in this model. This is of great significance to verify our theoretical model. (2) We will further study the possible leptogenesis mechanism embeded in this theoretical model. (3) To study the strong CP problem in a unified E6 model, calculate the proton lifetime, and consider the axion as dark matter candidate. (4) To study the LHC phenomenology in our proposed multi-higgs doublet model. (5) To study the strongly self-interacting dark matter models.

本研究计划针对当前粒子物理理论的基本情况，结合我们的兴趣专长，研究如下问题。（1）在高能标超对称模型中研究中微子物理，特别是振荡中的CP破坏问题，我们以前提出了关于费米子质量的超对称理论，我们进一步在这个理论模型中研究中微子物理。这对我们的理论模型具有重要验证意义。（2）我们进一步研究此理论模型中可能的 leptogenesis 机制。（3）在一个 E6 大统一模型中研究强CP问题，并计算质子寿命和研究轴子作为暗物质的可能性。（4）研究在我们提出的多希格斯二重态模型中深入研究其LHC唯象学。（5）考虑有强自相互作用的暗物质模型。

费米子质量、混合和 CP 破坏是当代物理学最主要的研究课题，理解该问题的根本在于费米子质量的产生机理，从粒子物理标准模型的角度，就是理解为什么汤川耦合常数为什么千差万别。我们在2005年，以及后来到2013年的论文中，提出了一个理解费米子质量的理论模型，我们提出高能标超对称及其破缺是理解费米子质量等级的关键物理。一个好的科学理论必须有其特别的预言。在本项目的资助下，对于这个理论模型，我们进一步作了深入的研究，特别是在其预言方面。我们得出的预言是最轻的两个中微子质量有简并性，至少量级是一样的，需要强调标准模型中的相同规范量子数的费米子质量没有量级是一样的。除此之外，该模型还预言：中微子质量的正等级，无中微子双 beta 衰变中的马约拉纳中微子质量0.02 eV，中微子振荡中的大 CP 破坏。未来中微子实验将对此做出检验。此外，我们还深入研究了 sterile 中微子的物理，给出其在未来长基线中微子振荡实验可能的现象，构造了一个 sterile 中微子的模型。