[論文レビュー] Electroweak Baryogenesis in the MSSM

M. Quirós, M. Seco|CERN Document Server (European Organization for Nuclear Research)|Mar 5, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、最小超対称標準模型（MSSM）における電弱重ね合わせ生成の研究を行い、2ループ補正を用いた電弱相転移の強さとバリオン数非対称性生成を検討する。115 GeV未満のヒッグス粒子質量、トップクォーク質量以下の右側ストップクォーク質量（100 GeV〜）、およびスキューク質量の制約が、すべてLEPおよびテバトロン加速器でテスト可能である、有効なバリオン生成領域を特定する。

ABSTRACT

We review the baryogenesis scenario in the MSSM at the perturbative level and, in particular, the impact of two-loop corrections on the strength of the phase transition and the amount of generated baryon asymmetry. We confirm the baryogenesis window, where m_H is less than 115GeV, for m_Q less than a few GeV, and the right-handed stop mass is constrained in the region between 100GeV and the top mass. This scenario will be tested at LEP and Tevatron colliders.

研究の動機と目的

• 電弱バリオン生成が摂動論的レベルでMSSMにおいて実現可能かどうかを評価すること。
• 2ループ量子補正が電弱相転移の強さに与える影響を評価すること。
• 十分なバリオン非対称性が生成可能なパラメータ空間を特定すること。
• 観測されたバリオン非対称性と整合するストップおよびヒッグス粒子質量の制約を同定すること。
• LEPおよびテバトロン加速器からの実験データとモデルの予測を照合すること。

提案手法

• MSSMフレームワーク内で摂動計算を用いて電弱相転移を評価した。
• 有限温度有効ポテンシャルへの2ループ補正を含め、相転移の強さを評価した。
• 2ループ自己エネルギー補正の虚部を用いて、スファラロンレートの抑制を決定した。
• 対称性が破れた状態におけるスファラロン過程によるバリオン数破れレートを評価した。
• 十分なバリオン非対称性生成の要件を満たすパラメータ空間を制約した。
• 右側ストップクォーク質量およびヒッグス粒子質量に依存する相転移の依存性を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2ループ補正を含めたMSSMにおける電弱相転移の強さは何か？
• RQ2 どのヒッグス粒子およびストップクォーク質量の値が、十分なバリオン非対称性生成を可能にするか？
• RQ3 2ループ補正はMSSMにおける電弱バリオン生成の実現可能性にどのように影響するか？
• RQ4 バリオン生成の文脈において、LEPおよびテバトロンデータから得られるMSSMパラメータの実験的制約は何か？
• RQ5 観測されたバリオン非対称性が電弱過程によって生成可能な、MSSMにおける有効なパラメータ領域は存在するか？

主な発見

• ヒッグス粒子質量が115 GeV未満の場合、有効なバリオン生成領域が存在する。
• 右側ストップクォーク質量は、100 GeVからトップクォーク質量の範囲に制限され、バリオン生成に成功する。
• 2ループ補正は、電弱相転移の強さに顕著な影響を与える。
• モデルは、スファラロン過程が観測されたバリオン非対称性を生成可能な非自明なパラメータ空間を予測する。
• 直接的および間接的なMSSM粒子探索によって、LEPおよびテバトロン加速器でこのシナリオをテスト可能である。
• バリオン非対称性生成はストップセクターおよびヒッグス粒子質量に敏感であり、摂動計算からの制約が生じる。