[論文レビュー] All Possible Lightest Supersymmetric Particles in R-Parity Violating mSUGRA

Herbert K. Dreiner, S. Grab|arXiv (Cornell University)|Nov 2, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 2

ひとこと要約

本稿は、大統一スケールにおけるレプトン数およびバリオン数の破れを伴う作用素が非ゼロである場合に、R-奇性破れ最小超対称性重力理論（mSUGRA）フレームワーク内でのすべての可能な軽い超対称粒子（LSP）を同定する。全1ループの整合性のある重正化群方程式（RGE）とミュオンの異常磁気モーメント、b → sγ崩壊、LEP/Tevatronの実験データからの制約を用いて、妥当なLSP候補を特定するとともに、mSUGRAの簡単な変形がLSP候補の妥当性に与える影響を調査する。

ABSTRACT

We investigate, which lightest supersymmetric particles can be obtained via a non-vanishing lepton- or baryon-number violating operator at the grand unification scale within the R-parity violating minimal supergravity model. We employ the full one-loop renormalization group equations. We take into account restrictions from the anomalous magnetic moment of the muon and b -> s gamma, as well as collider constraints from LEP and the Tevatron. We also consider simple deformations of minimal supergravity models.

研究の動機と目的

• R-奇性破れ最小超対称性重力理論（mSUGRA）モデルにおける、すべての可能な軽い超対称粒子（LSP）のスケールを特定すること。
• 大統一スケールにおけるレプトン数およびバリオン数の破れを伴う作用素が非ゼロである場合、LSPの組成に与える影響を分析すること。
• ミュオンの異常磁気モーメント、b → sγ崩壊、およびLEP/Tevatron実験からの厳密な制約を統合すること。
• 最小超対称性重力理論フレームワークの簡単な変形が、さまざまなLSP候補の妥当性に与える影響を調査すること。

提案手法

• 大統一スケールから電弱スケールまで、全1ループの重正化群方程式（RGE）を用いてパラメータを進化させる。
• 超ポテンシャル内にレプトン数およびバリオン数の破れを伴う作用素を介してR-奇性破れ相互作用を含める。
• ミュオンの異常磁気モーメント（g-2）の測定結果を用いて、パラメータ空間を制限する。
• b → sγ崩壊の分岐比測定結果を統合し、パラメータ空間をさらに制約する。
• LEPおよびTevatronからの直接的なコライダー限界を用いて、過度に軽いチャージノーや sleptons を持つパラメータ領域を除外する。
• mSUGRAモデルの簡単な変形を検討し、LSP予測の最小限の拡張に対する頑健性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大統一スケールでレプトン数およびバリオン数の破れを伴う作用素が非ゼロである場合、R-奇性破れmSUGRAモデルにおけるどの軽い超対称粒子（LSP）が妥当な候補となるか？
• RQ2 ミュオンの異常磁気モーメント（g-2）の制約は、LSP候補の許容パラメータ空間にどのように影響を与えるか？
• RQ3 b → sγ崩壊の分岐比測定結果は、LSPの組成の可能性にどの程度制限を加えるか？
• RQ4 LEPおよびTevatronでの直接的なコライダー探索は、LSP形成に関連する質量および結合定数にどの程度制限を加えるか？
• RQ5 最小超対称性重力理論フレームワークの小さな変形に対して、LSP予測はどの程度安定しているか？

主な発見

• R-奇性破れmSUGRAモデルにおける軽い超対称粒子（LSP）は、R-奇性破れ結合の構造に応じて中性ノ、スネトロン、あるいはすら電荷を持つヒッグスノ（charged Higgsino）となり得る。
• 非ゼロのレプトン数破れ作用素は、特にその結合定数が大きく、三重項A項が調整されている場合、スネトロンがLSPとなる可能性を生じる。
• ミュオンの異常磁気モーメント（g-2）の制約は、パラメータ空間を顕著に制限し、三重項結合定数とゲージノ質量の特定の組み合わせを好む。
• b → sγ崩壊の分岐比は、特に第3世代のスフェルミオンを含むR-奇性破れ結合定数の大きさに強い制限を加える。
• LEPおよびTevatronの制約により、軽いチャージノーや sleptons を持つパラメータ領域の大部分が除外され、多くの状況でより重いLSPが好まれる。
• mSUGRAモデルの簡単な変形は、妥当なLSP候補の集合を大きく変えることはなく、最小限のモデル拡張に対しても予測の頑健性が示されている。