[論文レビュー] Effective supersymmetric theory and $(g-2)_\mu$ with R parity violation

Jihn E. Kim, Bumseok Kyae+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 6, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、第3世代のスーパーパarticleを含むR対称性の破れを伴う有効な超対称理論（ESUSY）を提案し、フェルミオンのフレーバー保存を保ちながら、ミューオンの異常磁気モーメント $(g-2)_\mu$ を大きくすることで、測定値と標準模型予測値の差異を説明する。実験的制約を満たしつつ、観測された $(g-2)_\mu$ の増大を同時に説明できる、このようなR対称性の破れ項の存在を示している。

ABSTRACT

The effective supersymmetric theory (ESUSY) with R parity conservation cannot give a large anomalous magnetic moment of $\\mu$. It is pointed out that the flavor conservation and a large $(g-2)_\\mu$ within the experimental limits are achievable in the ESUSY with R parity violating couplings involving the third generation superparticles.

研究の動機と目的

• ミューオンの異常磁気モーメント $(g-2)_\mu$ の測定値と標準模型予測値の差異を解消すること。
• 有効な超対称フレームワークにおけるR対称性の破れ項が、フレーバー保存制約に反しない範囲で大きな $(g-2)_\mu$ を生成できるかどうかを調査すること。
• フレーバー物理学と $(g-2)_\mu$ の実験的限界を同時に満たすESUSYにおける妥当なメカニズムを同定すること。
• 第3世代のスーパーパarticleが、フレーバー変換型中性荷電現在を避ける一方で、$(g-2)_\mu$ に大きな寄与を提供できるかどうかを特定すること。

提案手法

• 第3世代のスーパーフィールドを含むR対称性の破れ項を有する有効な超対称理論（ESUSY）を構築する。
• R対称性の破れ項を第3世代に限定することで、フレーバー保存制約を満たす。
• R対称性の破れ項を含む有効ラグランジアンを用いて、ミューオンの異常磁気モーメントへの1ループ寄与を計算する。
• フレーバー変換型過程および $(g-2)_\mu$ に対する実験的制限を適用し、R対称性の破れ項のパラメータ空間を制約する。
• 有効ラグランジアンの構造を用いて、フレーバー変換型過程への寄与が実験的限界以下に保たれることを保証する。
• カップリングの階層を分析し、小さなヤコビ型カップリングによって $(g-2)_\mu$ の増大が抑制されないよう確保する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ESUSYにおけるR対称性の破れ項は、実験的差異を説明するに十分な大きさの $(g-2)_\mu$ を生成できるか？
• RQ2 ミューオン系におけるフレーバー保存を保ちつつ、大きな $(g-2)_\mu$ を達成することは可能か？
• RQ3 R対称性の破れESUSYフレームワークにおいて、第3世代のスーパーパarticleが $(g-2)_\mu$ への寄与を支配的に行うか？
• RQ4 フレーバー変換型中性荷電現在および $(g-2)_\mu$ の実験的限界から、R対称性の破れ項に課される制約は何か？
• RQ5 $(g-2)_\mu$ を増大させる一方で、珍しいミューオン崩壊への大きな寄与を回避できるか？

主な発見

• 第3世代のスーパーパarticleを含むR対称性の破れ項は、ミューオンの異常磁気モーメント $(g-2)_\mu$ に大きな寄与を提供できる。
• R対称性の破れ項が第3世代に限定されているため、フレーバー保存の相互作用が保たれ、危険なフレーバー変換型過程が抑制される。
• モデルは現在の実験的限界と整合する $(g-2)_\mu$ の増大を達成している。
• R対称性の破れを伴う有効な超対称フレームワークは、フレーバー物理学の制約に反することなく、$(g-2)_\mu$ に顕著な寄与を提供できる。
• 第3世代の支配的寄与により、フレーバー変換型中性荷電現在に関する現在の実験的限界を満たすモデルが成立する。
• 有効ラグランジアンの構造により、小さなカップリングによって $(g-2)_\mu$ の増大が抑制されず、顕著な観測効果が得られる。