[論文レビュー] Chargino Contributions to Epsilon and Epsilon-Prime

Shaaban Khalil, Oleg Lebedev|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 27被引用数 14

ひとこと要約

この論文は、質量挿入近似を用いて、チョウリンチョーが中間ボソン混合およびCP対称性の破れに与える寄与を調査し、特定のSUSYパラメータ空間の領域において、チョウリンチョー–アップスクワーリアンクループが観測されたεおよびε′の値を完全に説明できることを示している。また、フレーバー非保存質量挿入項に対する制約を導出し、チョウリンチョーとグルーギノの寄与を併用することで、完全に超対称的なCP対称性の破れを説明できるパラメータ空間が著しく拡大されることを示している。

ABSTRACT

We analyze the chargino contributions to the K-\bar K mixing and epsilon-prime in the mass insertion approximation and derive the corresponding bounds on the mass insertion parameters. We find that the chargino contributions can significantly enlarge the regions of the parameter space where CP violation can be fully supersymmetric. In principle, the observed values of epsilon and epsilon-prime may be entirely due to the chargino -- up-squark loops.

研究の動機と目的

• 質量挿入近似を用いたK- K̄混合およびε′におけるチョウリンチョー寄与を分析し、SUSYフレーバー非保存性のモデルに依存しないアプローチを提供すること。
• εおよびε′の測定値から、アップスクワーラーの左-左質量挿入パラメータ（δLL^u）の定量的制約を導出すること。
• チョウリンチョーのループが、標準模型やグルーギノの寄与に依存せずに、観測されたK中間子崩壊におけるCP対称性の破れを説明できるかどうかを評価すること。
• 完全に超対称的なフレームワーク内で、チョウリンチョーとグルーギノの寄与が同時にΔMKおよびε′を生成する際の相乗効果を調査すること。

提案手法

• 次元なしパラメータ（δLL^u）ab = （δm²）ab / m² を用いて、SUSYフレーバー非保存性を質量挿入近似でパrameter化する。
• 超CKM基底におけるチョウリンチョー–アップスクワーラー–クォーク頂点を含むスーパーボックス図を用いて、有効ハミルトニアン HΔS=2eff におけるチョウリンチョー寄与を計算する。
• チョウリンチョー質量およびCKM行列を含むループ積分を用いて、ウィルソン係数 C1(MW)Δχ+ を評価し、質量比に依存するループ関数 h(x) を導入する。
• 高エネルギーでのSUSY寄与を低エネルギー観測量に結びつけるために、走馬灯群の発展および演算子積展開を適用する。
• 実験的測定値と比較することで、CKM位相がゼロであると仮定し、εおよびε′からのIm(δLL^u)21 への制約を導出する。
• 重いスーパーパartner極限においてZペンギン寄与が支配的になるため、質量に依存しない制約が得られる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 チョウリンチョー–アップスクワーラーのループのみで、K- K̄系における観測されたεおよびε′の値を生成できるか？
• RQ2 εおよびε′の測定値から、アップスクワーラーの左-左質量挿入の虚数部（Im(δLL^u)21）に対する制約は何か？
• RQ3 チョウリンチョーの寄与とグルーギノの寄与が、εおよびε′を生成するにあたり、大きさと影響力でどのように比較できるか？
• RQ4 どのSUSYパラメータ空間の領域で、εおよびε′がすべてチョウリンチョー誘導のCP対称性の破れによって完全に説明可能か？
• RQ5 チョウリンチョーのε′への寄与が、ΔMKの制約に反しない範囲で、観測された値を完全に満たすほど大きくなるか？

主な発見

• ウィルソン係数 C1(MW)Δχ+ におけるチョウリンチョー寄与は、CKM行列要素の二乗およびループ関数 h(x) に比例し、x = mχ+/m˜u² に依存する。
• M2 = 450 GeV および m = 300 GeV の場合、チョウリンチョー誘導のε′を達成するには Im(δLL^u)21 ≈ 0.12 必要であり、Re(δLL^u)21 ≈ 9×10⁻⁴ である場合にのみ ΔMK の制約と整合する。
• ε′からの |Im(δLL^u)21| への制約は、tanβ が 3～40 の範囲では比較的敏感ではなく、重いスーパーパートナー極限ではZペンギン支配のため質量に依存しなくなる。
• デカップリング極限では、Zペンギン寄与は有限に保たれるが、光子およびグルーオンペンギン寄与は 1/M² に比例して消えていくため、安定な制約が得られる。
• 同様の質量挿入に対しては、特にZペンギン図からの寄与が大きいことから、チョウリンチョーの寄与はグルーギノの寄与を上回る可能性がある。
• チョウリンチョーとグルーギノの寄与を併用することで、パラメータ空間の著しく拡大された領域で、εおよびε′の完全な超対称的説明が可能になる。