超対称標準模型における非可逆選択則からの物質対称性Material symmetry from irreversible selection rules in the supersymmetric Standard Model
ー 概要 ー
本論文は、超対称標準模型において「非可逆選択則（noninvertible selection rules）」が物質対称性としてどのように働くかを調べた研究です。通常はZₙのような群対称性で、陽子崩壊など好ましくない反応を禁止しますが、ここではZₘ対称性をZ₂ゲージ化したときに現れる非可逆な融合則に注目しています。特に、m=3ではフィボナッチ型、m=4ではイジング型の融合則が現れます。解析の結果、m=4の場合に全ループ次数で保たれるZ₂対称性がRパリティと同じ役割を果たし、危険なバリオン数・レプトン数を破る相互作用を禁じることが分かりました。さらに、標準模型のゲージ対称性と組み合わせることで、バリオントライアリティやプロトンヘキサリティも自然に実現できます。これらは従来のZₙ対称性とは異なる特徴を持ち、大統一理論とも両立可能である点が示されています。
ー ポイント ー
* 非可逆選択則は通常の群対称性とは異なる新しい禁止ルール
* m=4のイジング融合則からRパリティが自然に現れる
* 陽子崩壊を引き起こす相互作用を抑えられる
* バリオントライアリティやプロトンヘキサリティも実現可能
* SU(5)やSO(10)など大統一理論とも整合的
* ループ補正で破れ得る項も強く抑制される
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【論文情報】
タイトル：Matter Symmetries in Supersymmetric Standard Models from Noninvertible Selection Rules
著者：Tatsuo Kobayashi, Hironobu Mita, Hajime Otsuka, Riku Sakuma
掲載誌：Progress of Theoretical and Experimental Physics
補足：Vol. 2026, Article 033B01, 26 pages, Published 2026.01.21, Published
DOI：10.1093/ptep/ptag016
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— Overview —
This paper investigates how “noninvertible selection rules” function as material symmetries in the supersymmetric Standard Model. Normally, group symmetries like Zₙ prohibit undesirable reactions such as proton decay, but here we focus on the irreversible fusion rules that appear when Zₘ symmetry is converted to Z₂ gauge symmetry. In particular, Fibonacci-type fusion rules appear at m=3, and Ising-type fusion rules appear at m=4. As a result of the analysis, it was found that in the case of m=4, the Z₂ symmetry preserved at all loop orders plays the same role as R parity, prohibiting interactions that violate dangerous baryon and lepton numbers. Furthermore, by combining this with the gauge symmetry of the Standard Model, baryon triality and proton hexality can be naturally realized. These have characteristics different from conventional Zₙ symmetry and are shown to be compatible with grand unified theories.
– Key Points —
* Irreversible selection rules are new prohibition rules different from ordinary group symmetries
* R parity naturally emerges from the Ising fusion rule for m=4
* Interactions that cause proton decay can be suppressed
* Baryon triality and proton hexality can also be realized
* Consistent with grand unified theories such as SU(5) and SO(10)
* Terms that can be broken by loop corrections are also strongly suppressed
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[Paper Information]
Title: Matter Symmetries in Supersymmetric Standard Models from Noninvertible Selection Rules
Authors: Tatsuo Kobayashi, Hironobu Mita, Hajime Otsuka, Riku Sakuma
Published in: Progress of Theoretical and Experimental Physics
Supplement: Vol. 2026, Article 033B01, 26 pages, Published 2026.01.21, Published
DOI：10.1093/ptep/ptag016
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