[論文レビュー] $B o X_s γ$ in minimal supersymmetric standard model with general flavor mixing

Kenichi Okumura, Leszek Roszkowski|ArXiv.org|Nov 30, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、一般のクォーク系におけるスカラクォーク系のフラバー混合を含む最小超対称標準模型（MSSM）において、次-leading order（NLO）QCD補正を組み込んだ $B\to X_s\gamma$ を分析する。グルアインोの寄与を顕著に抑制するフォーカス効果が特定され、特に $\delta^{d}_{LL}$ および $\delta^{d}_{LR}$ に対して、$\mu<0$ の場合でもフラバー混合パラメータの制約が緩和される。一方、$\delta^{d}_{RR}$ および $\delta^{d}_{RL}$ は最小限の影響を及ぼす。

ABSTRACT

We present the results of our analysis on $b o s γ$ in the minimal supersymmetric standard model with a general flavor mixing in the squark sector. We identify the next--to--leading order focusing effect, which considerably reduces the gluino contribution to $b o s γ$ relative to the leading order calculation. We illustrate that $BR(B o X_s γ)$ is still very sensitive to the flavor mixing parameters, $δ^d_{ll}$ and $δ^d_{lr}$ so that the lower bound for $m_{1/2}$ obtained in the minimal flavor violation can be easily removed even at $μ&lt;0$, while it is rather stable against $δ^d_{rr}$ and $δ^d_{rl}$.

研究の動機と目的

• MSSMにおけるスカラクォーク系の一般のフラバー混合が $B\to X_s\gamma$ の分岐比に与える影響を調査すること。
• 特にグルアインォ寄与に及ぼすフォーカス効果を含めた、次-leading order（NLO）QCD補正の役割を評価すること。
• 最小フラバー不変性（MFV）に基づく $m_{1/2}$ の下限が、一般のフラバー混合によって緩和可能かどうかを検証すること。
• NLOにおけるさまざまなフラバー混合パラメータ（$\delta^{d}_{LL}, \delta^{d}_{LR}, \delta^{d}_{RR}, \delta^{d}_{RL}$）が $BR(B\to X_s\gamma)$ に与える感度を評価すること。
• SO(10) GUTから生じるような大きな $\tan\beta$ を持つSUSYモデルを制約づけるために、NLO計算がなぜ不可欠であるかを明らかにすること。

提案手法

• スカラクォークとグルアインォの共通スケール $\overline{\mu}_{\rm SUSY}$ を用いた有効場理論的手法により、MSSMにおける $B\to X_s\gamma$ のNLO解析を実施する。
• 主要なSUSY寄与にNLO QCD補正および主要なSUSY–QCD効果を組み込み、従来のLOマッチング手法を改善する。
• $\overline{\mu}_{\rm W}$ から $\overline{\mu}_{\rm b}$ へのランゲ＝ウィグナーの反復により、ウィルソン係数 $C_7$ および $C_8$ を進化させる。
• $\overline{\mu}_{\rm W}$ におけるマッチング条件を、SM、2HDM、およびMSSM寄与（グルアインォおよびチャージナインォ寄与を含む）に適用する。
• Constrained MSSM（CMSSM）において、$\tan\beta=10$ および $40$、$A_0=0$、$m_0=500$ GeV の条件下で分岐比を分析する。
• NLOマッチング条件を用いて、グルアインォ寄与がLOに比べて $C_7$ および $C_8$ に及ぼす抑制効果を定量的に評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NLOフォーカス効果は、LO計算と比較してグルアインォ寄与が $B\to X_s\gamma$ に与える影響をどのように変化させるか？
• RQ2 一般のフラバー混合が、最小フラバー不変性（MFV）に基づく $m_{1/2}$ の下限をどの程度緩和するか？
• RQ3 NLOにおいて、$BR(B\to X_s\gamma)$ は $\delta^{d}_{LL}, \delta^{d}_{LR}, \delta^{d}_{RR}, \delta^{d}_{RL}$ の各フラバー混合パラメータに対してどの程度感度を示すか？
• RQ4 一般のフラバー混合を含めた場合、$\mu$ の符号が $B\to X_s\gamma$ からの制約に与える影響は何か？
• RQ5 SO(10) GUTから生じるような大きな $\tan\beta$ を持つSUSYモデルを検証するには、NLOレベルの解析がなぜ不可欠か？

主な発見

• NLOフォーカス効果により、グルアインォ寄与はLO計算と比較して $B\to X_s\gamma$ に対して顕著に抑制され、特に $\delta^{d}_{LR}$ および $\delta^{d}_{LL}$ の場合に顕著である。
• MFVに基づく $m_{1/2}$ の下限（$\mu>0$ の場合 $m_{1/2} \gtrsim 200$ GeV、$\mu<0$ の場合 $600$ GeV）は、$|\delta^{d}_{LL}| \sim 0.05$ または $|\delta^{d}_{LR}| \sim 0.01$ のみで容易に取り除ける。これは微調整を必要としない。
• フォーカス効果が作用しても、MFV寄与とグルアインォ寄与の干渉のため、分岐比は依然として $\delta^{d}_{LL}$ および $\delta^{d}_{LR}$ に強く感度を示す。
• $\delta^{d}_{RR}$ および $\delta^{d}_{RL}$ に対する制約は弱い：$\delta^{d}_{RR} \lesssim 0.4$ および $\delta^{d}_{RL} \lesssim 0.015$ であっても分岐比に顕著な変化をもたらさず、これらのパラメータに対して安定であることが示唆される。
• $\mu<0$ の場合、フォーカス効果の有効性が低下するため、制約の緩和がより顕著に現れるが、$\delta^{d}_{LR}$ に対しては依然として広い許容領域が存在する。
• SO(10) GUTから生じるような大きな $\tan\beta$ を持つSUSYモデルを制約づけるには、NLOレベルの計算が不可欠である。ここではフラバー混合効果が無視できないほど顕著である。