[論文レビュー] FCNC Processes in the Littlest Higgs Model with T-Parity: a 2009 Look

Monika Blanke, Andrzej J. Buras+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 30, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 48

ひとこと要約

2009年のこの研究では、T対称性を有するリトルテスト・ハグス模型におけるFCNC過程を再検討し、新たなZ⁰プエイング寄与によって対数的UVカットオフ依存性を除去することで、以前の結果を精緻化した。クォーク系の観測量におけるずれは軽減されたが、依然としてK → πνν̄およびKL → π⁰l⁺l⁻崩壊において顕著な効果を予測しており、Sψϕは変化せず、三レプトン崩壊のBrが低下しているにもかかわらず、超対称モデルとは異なる明確なレプトンフラバー違反のパターンを示している。

ABSTRACT

We update our 2006-2007 results for FCNC processes in the Littlest Higgs model with T-parity (LHT). The removal of the logarithmic UV cutoff dependence in our previous results through a new contribution to the Z^0-penguin diagrams identified by Goto et al. and del Aguila et al., while making the deviations from the SM expectations in the quark sector less spectacular, still allows for sizable new physics effects in K -> pi nu anti-nu and K_L -> pi^0 l^+ l^- decays and in the CP-asymmetry S_{psi phi} with the latter unaffected by the new contribution. We extend our analysis by a study of the fine-tuning required to fit the data on epsilon_K and by the inclusion of the decay K_L -> mu^+ mu^-. A number of correlations can distinguish this model from the custodially protected Randall-Sundrum model analysed recently. We also reconsider lepton flavour violating decays, including now a discussion of fine-tuning. While the l_i -> l_j gamma decays are unaffected by the removal of the logarithmic cutoff dependence, the branching ratios for decays with three leptons in the final state, like mu -> 3 e are lowered by almost an order of magnitude. In spite of this, the pattern of lepton flavour violation in the LHT model can still be distinguished from the one in supersymmetric models.

研究の動機と目的

• 2006–2007年のFCNC過程の分析を、対数的UVカットオフ依存性を除去することで更新・改善すること。
• 新たなZ⁰プエイング寄与がクォークおよびレプトンフラバー違反過程に与える影響を評価すること。
• εKデータに適合させるために必要なファインチューニングを評価し、KL → μ⁺μ⁻崩壊を分析に組み込むこと。
• LHTモデルのフラバー違反パターンを、コベーディアルに保護されたランダル＝スンダムモデルと比較すること。
• ファインチューニングの検討を含めたレプトンフラバー違反崩壊の再表現を行い、LHTモデルを超対称モデルから区別すること。

提案手法

• Gotoらおよびdel Aguilaらが同定した新たなZ⁰プエイング寄与を組み込み、FCNC振幅における対数的UVカットオフ依存性を排除した。
• 更新された振幅フレームワークを用いて、K → πνν̄、KL → π⁰l⁺l⁻、およびKL → μ⁺μ⁻の分岐比を再計算した。
• CP非対称性Sψϕを評価し、新たなZ⁰プエイング寄与の影響を受けないことを確認した。
• εKの文脈においてファインチューニングを分析し、測定値に適合するパラメータ空間を評価した。
• 最新の制約およびファインチューニング解析を含めた、レプトンフラバー違反崩壊（μ → 3eおよびl_i → l_j γを含む）を再評価した。
• LHTモデルにおける結果のフラバー違反パターンを、コベーディアルに保護されたランダル＝スンダムモデルと比較し、特徴的な相関関係を特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新たなZ⁰プエイング寄与の組み込みが、LHTモデルにおけるK → πνν̄およびKL → π⁰l⁺l⁻崩壊の予測にどのように影響するか？
• RQ2 新たな寄与がCP非対称性Sψϕに与える影響は何か？また、UVカットオフ依存性に対して安定性を保っているか？
• RQ3 LHTモデルが測定されたεKの値を再現するためにどの程度のファインチューニングを必要としているか？他のモデルと比較するとどうなるか？
• RQ4 対数的カットオフ依存性を除去した後、μ → 3eやl_i → l_j γなどのレプトンフラバー違反崩壊の分岐比はどのように変化するか？
• RQ5 三レプトン崩壊率が抑制されているにもかかわらず、LHTモデルにおけるレプトンフラバー違反のパターンは、超対称モデルと区別できるか？

主な発見

• 新たなZ⁰プエイング寄与による対数的UVカットオフ依存性の除去により、クォーク系FCNC過程における標準模型からのずれは軽減されたが、完全には解消されなかった。
• K → πνν̄およびKL → π⁰l⁺l⁻崩壊において顕著な新しい物理効果が残っており、後者は依然としてモデルの感受性を調べる感受性の高い観測量のままである。
• CP非対称性Sψϕは新たな寄与の影響を受けず、LHTモデルにおける頑健な観測量としての役割を保持している。
• 新たな寄与のおかげで、μ → 3eの分岐比はほぼ1桁低下したが、依然として超対称モデルとは区別可能である。
• 三レプトン崩壊率の抑制にもかかわらず、LHTモデルにおけるレプトンフラバー違反のパターンは、超対称モデルとは明確に異なる。
• ファインチューニング解析により、εKを適合させるために中程度のチューニングが必要であることが示され、自然性およびモデルの妥当性に影響を及ぼすものであった。