Hierarchical radiative quark mass matrices with an U(1)_X horizontal symmetry model

E. García,¹ A. Hernández-Galeana,³ D. Jaramillo,² W.A. Ponce,² and A. Zepeda¹

¹ Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional. Apartado postal 14-740, 07000 México, D.F., México.

² Departamento de Física, Universidad de Antioquia. Apartado aéreo 1226, Medellín, Colombia.

³ Departamento de Física, Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional. Unidad Profesional Adolfo López Mateos, 07738 México, D.F., México.

Recibido el 14 de junio de 2001.
Aceptado el 25 de septiembre de 2001.

Abstract

In a model with a gauge group G_SM ⊗ U(1)_X, where G_SM≡ SU(3)_C ⊗ SU(2)_L ⊗ U(1)_Y is the standard model gauge group and U(1)_X is a horizontal local gauge symmetry, we propose a radiative generation of the spectrum of quark masses and mixing angles. The assignment of horizontal charges is such that at tree level only the third family is massive. Using these tree level masses and introducing exotic scalars, the light families of quarks acquire hierarchical masses through radiative corrections. The rank three quark mass matrices obtained are written in terms of a minimal set of free parameters of the model, whose values are estimated performing a numerical fit. The resulting quark masses and CKM mixing angles turn out to be in good agreement with the experimental values.

Keywords: Horizontal symmetry; quark masses; CKM.

Resumen

En un modelo con grupo de norma G_SM ⊗ U(1)_X, donde G_SM≡SU(3)_C ⊗ SU(2)_L ⊗ U(1)_Y es el grupo de norma del modelo estándar y U(1)x es el grupo de una simetría horizontal local, se propone la generación radiativa del espectro de masas y los ángulos de mezcla de los quarks. La asignación de las cargas horizontales es tal que a nivel árbol solamente la tercera familia es masiva. Usando las masas a nivel árbol e introduciendo escalares exóticos, los quarks de las familias ligeras adquieren masas jerárquicas a través de correcciones radiativas. Las matrices de rango tres que se obtiene se expresan en términos de un conjunto mínimo de parámetros del modelo, cuyos valores se estiman realizando un ajuste numérico. Las masas de los quarks y los ángulos de mezcla obtenidos están en acuerdo con los valores experimentales.

PACS: 12.15.Ff; 12.10.-g

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References

1. H. Fritzsch and Z. Xing, Prog. Part. Nucl. Phys. 45 (2000) 1, hep-ph/9912358.         [ Links ]

2. X.G. He, R.R. Volkas, and D.D. Wu, Phys. Rev. D 41 (1990) 1630;         [ Links ] Ernest Ma, Phys. Rev. Lett. 64 (1990) 2866.         [ Links ]

3. Sandip Pakvasa and Hirotaka Sugawara, Phys. Lett. B73 (1978) 61;         [ Links ] Y. Yamanaka, H. Sugawara, and S. Pakvasa, Phys. Rev. D 25 (1982) 1895;         [ Links ] K.S. Babu and X.G. He, ibid. 36 (1987) 3484; Ernest Ma, Phys. Rev. Lett. B 62 (1989) 61;         [ Links ] Ernest Ma and G.G. Wong, Phys. Rev. D 41 (1990) 992;         [ Links ] G.G. Wong and W.S. Hou, ibid. 50 (1994) 2962; A. Mondragon and E. Rodriguez Jauregui, ibid. 59 (1999) 093009; 61 (2000) 113002.

4. A. Davidson, M. Koca, and K.C. Wali, Phys. Rev. Lett. B 43 (1979) 92; Phys. Rev. D 20 (1979) 1195;         [ Links ] C.D. Froggatt and H.B. Nielsen, Nucl. Phys. B 147 (1979) 277;         [ Links ] A. Sirlin, Phys. Rev. D 22 (1980) 971;         [ Links ] A. Davidson and K.C. Wali, ibid. 21 (1980) 787; G. Degrassi and A. Sirlin, ibid. 40 (1989) 3066; P. Binetruy and P. Ramond, Phys. Lett. B 350 (1995) 49;         [ Links ] K. Babu and R. N. Mohapatra, Phys. Rev. D 43 (1991) 2278;         [ Links ] M.T. Yamawaki and W.W. Wada, ibid. 43 (1991) 2431; D.S. Shaw and R.R. Volkas, ibid. 47 (1993) 241; T. Yanagida, ibid. 20 (1979) 2986; E. Papantonopoulos and G. Zoupanos, Phys. Lett. B 110 (1982) 465;         [ Links ] E. Papantonopoulos and G. Zoupanos, Z. Phys. C 16 (1983)361.         [ Links ]

5. W.A. Ponce, A. Zepeda, and J.M. Mira, Z. Phys. C 69 (1996) 683;         [ Links ] W.A. Ponce, L.A. Wills, and A. Zepeda, ibid. 73 (1997) 711.

6. Particle Data Group, D.E. Groom et al., Eur. Phys. J. C 15 (2000) 1.         [ Links ]

7. S. Narison, Nucl. Phys. Proc. Suppl. 86 (2000) 242; hep-ph/9911454, and references therein.         [ Links ]

8. H. Fusaoka and Y. Koide, Phys. Rev. D 57 (1998) 3986.         [ Links ]

9. MINUIT, Function Minimization and Error Analysis, (CERN Program Library Long Writeup D506, CERN Geneva, Switzerland).         [ Links ]

10. J. Erler and P. Langacker, Phys. Rev. Lett. 84 (2000) 212; hep-ph/9910315;         [ Links ] P. Langacker and M. Plumacher, Phys. Rev. D 62 (2000) 013006, hep-ph/0001204.         [ Links ]