[論文レビュー] Family symmetries and the SUSY flavour problem

Ivo de Medeiros Varzielas, G.G. Ross|ArXiv.org|Dec 19, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 16被引用数 10

ひとこと要約

本稿は、連続的家族対称性が、D項の寄与を抑制することによって、SUSYのフレーバー問題を一貫して解決できることを示している。D項の寄与は、そうでなければ危険なフレーバーチェンジング中性荷電現在（FCNC）を引き起こす。両方の重力媒介およびゲージ媒介SUSY破れのシナリオにおいて、特にファミロン荷重がバランスされている、またはループ因子によって結合定数が抑制される場合、ファミロン系が制限されている限り、これらのD項寄与は実験的限界内に収まる。これにより、従来の除外を避けることができ、連続的家族対称性が再び有効であることが明らかになった。

ABSTRACT

We re-examine the constraints on continuous family symmetries coming from flavour changing neutral current limits on the D-term contributions to squark and slepton masses. We show that, for a restricted choice of the familon sector, continuous family symmetries are consistent with even the most conservative limits both for the case of gauge mediated supersymmetry breaking and the case of gravity mediated supersymmetry breaking.

研究の動機と目的

• D項寄与によるスフェルミオン質量へのFCNC限界からの連続的家族対称性の制約を再表現・再評価すること。
• SUSYモデルにおける大きなフレーバー破れ的D項寄与のリスクがあるにもかかわらず、連続的家族対称性が依然として有効であるかどうかを特定すること。
• 重力媒介およびゲージ媒介SUSY破れの両方において、D項効果が実験的限界内に収まる条件を同定すること。
• ループ因子、電荷対称性、またはモジュラー重みといった抑制メカニズムが、D項寄与を安全にする方法を探索すること。
• 特に第一および第二世代の混合に関して、きびしいFCNC制約を踏まえた家族対称性モデルの有効性を評価すること。

提案手法

• フェルミオン質量が対角で、ゲージノー結合定数がフレーバー対角となる基底において、スフェルミオン質量行列を表現するためのスーパーチェック・ケイ・エム（SCKM）基底を使用する。
• スフェルミオン質量行列を、ユニバーサルなソフト質量（m₀²）と連続的家族対称性に由来するD項寄与の和としてパラメータ化する。
• 未知の混合角に依存しないFCNC効果の上限を、(m² + m̄²/c)/⟨m̃q²⟩ 要素の分析を通じて導出する。
• 高エネルギースケールでの有効性を評価するために、エネルギースケールに依存する実験的限界の緩和を適用する。
• 2つのSUSY破れメカニズム（重力媒介（SUGRA）およびゲージ媒介）を分析し、それぞれの抑制メカニズムを比較する。
• ループ抑制（例：ゲージ媒介における3ループ効果）、電荷対称性（最初の2世代の|q|が等しい）、およびオービフォールドコンパクト化モデルにおけるモジュラー重みを検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D項寄与がスフェルミオン質量に及ぼし、FCNCを誘発する場合でも、連続的家族対称性は有効に保てるか？
• RQ2 ファミロン系（例：荷重、結合定数）にどのような条件が課されると、D項寄与が実験的FCNC限界内に収まるか？
• RQ3 重力媒介とゲージ媒介SUSY破れシナリオにおける抑制メカニズムの違いは何か？
• RQ4 ループ因子および電荷対称性は、ゲージ媒介モデルにおけるD項寄与をどの程度低減するか？
• RQ5 オービフォールドコンパクト化された弦モデルにおけるモジュラー重みは、家族荷重に依存せず、D項効果を普遍的に抑制できるか？

主な発見

• 重力媒介SUSY破れにおいては、第一および第二世代間の対称性を破るファミロン場の家族荷重の絶対値が等しい場合、D項寄与はFCNC限界内に収まる。
• 放射修正が加わっても、ファミロン結合定数を関連付ける対称性が存在する限り、D項効果は限界内に収まる。これは、フロッグァット＝ニールセン型モデルで自然に実現される。
• ゲージ媒介モデルでは、D項の抑制が3ループ抑制因子によって強化され、小さな家族ゲージ結合定数（αf/4π < 10⁻³）に対しても限界内に収まる。
• 最初の2世代の家族荷重の絶対値が等しい場合、D項は恒等的に消滅する（q²に比例するため）、したがって任意のゲージ結合定数で限界が満たされる。
• オービフォールドコンパクト化された弦モデルにおいて、モジュラー重みのおかげで異常に軽いファミロンが存在するモデルでは、D項効果は家族荷重に依存せず抑制され、堅牢な解決策を提供する。
• 第一および第二世代の混合に関する限界は特にきびしく、これらのモデルを検証するには、さらなる実験的感度向上が不可欠である。