[論文レビュー] Flavour Changing Neutral Currents and Inverted Sfermion Mass Hierarchy

Piotr H. Chankowski, Kamila Kowalska+2 more|ArXiv.org|Jul 11, 2005

Rocket and propulsion systems research被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、D-term超対称性破れによって誘導されるスフェルミオン質量逆順序のシナリオを想定した、階層的ヤクファ係数を有するMSSMにおけるフレーバー変換型中性荷電現在（FCNC）およびCP対称性の破れを調査している。多きなTeV領域のスフェルミオン質量では、FCNCおよびCP制約が顕著に緩和されるが、ヤクファ位相および非対角的スフェルミオン質量が非一様な場合、特に第一世代のスクォークは数10 TeVの範囲になければならない。

ABSTRACT

We study the contraints on non-flavour-blind soft supersymmetry breaking terms coming from flavour and CP violating processes in the presence of hierarchical Yukawa couplings, and quantify how much these constraints are weakened in the regions of the MSSM parameter space characterized by heavy gauginos and multi-TeV sfermion masses, respectively. We also study the inverted sfermion mass hierarchy scenario in the context of D-term supersymmetry breaking, and show that generic hierarchical Yukawa couplings with arbitrary phases require first generation squarks in the few 10 TeV range.

研究の動機と目的

• 階層的ヤクファ係数および非一様なソフト項を有するMSSMにおけるFCNCおよびCP対称性の破れ過程の抑制度を定量化すること。
• 第一および第二世代が第三世代より重いという逆順序スフェルミオン質量構造が、超対称性フレーバー問題を軽減できるかどうかを評価すること。
• D-term超対称性破れメカニズムが、このような逆順序構造を生成しつつ、実験的制約と整合的であるかどうかを評価すること。
• 特に第一世代のスクォークのスフェルミオン質量スケールが、ΔmK、εK、およびμ→eγの実験的制約を満たすためにどの程度必要かを特定すること。

提案手法

• スピンの高いU(1)対称性の自発的破れに基づく階層的ヤクファテクスチャーモデルを用い、ε ≈ λ ≈ 0.22として、MSSMスーパーフィールドに特定の水平荷重を割り当てる。
• D-term超対称性破れを導入し、第一および第二世代が重く、第三世代が軽いという逆順序スフェルミオン質量構造を生成する。
• mD（第一世代スフェルミオン質量）およびmF/mD比を変化させながら、FCNC観測量（ΔmK、εK、ΔmD、BR(μ→eγ)）の数値的解析を実施する。
• 非対角的スフェルミオン質量行列要素およびヤクファ係数を[0.3, 3]の範囲でランダムに変化させ、一般的な位相およびフレーバー構造を探索する。
• GUTスケールから弱スケールまでのランゲル・グルーブの発展を適用し、ヤクファ係数の走査を考慮する。
• 低スフェルミオン質量領域（m ~ 500 GeV）で重いゲージノー（M1/2 > 800 GeV）を、および高スフェルミオン質量領域（m > 10 TeV）でゲージノー質量制限なしの2つの領域を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D-term破れによって誘導される逆順序スフェルミオン質量構造が、階層的ヤクファ係数を有するMSSMにおいて危険なFCNCおよびCP対称性の破れ過程を抑制できるか。
• RQ2 任意の位相および非一様なソフト項を有する状況下で、ΔmK、εK、およびμ→eγの実験的制約を満たすために、特に第一世代スクォークのスフェルミオン質量スケールはどの程度必要か。
• RQ3 非対角的スフェルミオン質量および対角的質量差の制約が、ヤクファテクスチャーやソフト破れパラメータの選択にどのように依存するか。
• RQ4 重いゲージノーまたは重いスフェルミオンが、それぞれ独立してFCNCおよびCP制約を緩和する程度はどの程度か。
• RQ5 D-termメカニズムが、微調整を回避しつつ、実験的フレーバーおよびCP観測と整合的であるような実用的な逆順序構造を生成できるか。

主な発見

• D-term破れによって誘導される逆順序スフェルミオン質量構造は、スフェルミオン質量行列の非対角項を追加でmF²/mD²の要因で抑制し、FCNC寄与を低減する。
• mD ≳ 5 TeVの範囲では、ΔmKおよびBR(μ→eγ)に対する超対称的寄与は制御可能であるが、ヤクファおよび非対角項の大きな位相のため、εKはmDが数10 TeVの範囲に必要となる。
• mD ≳ 5 TeVであっても、εKはきびしい制約であり、mQ₁ ≈ 1.7mDおよびmD₁ ≈ 2mDを満たす必要があり、第一世代スクォークが数10 TeVの範囲にある必要があることを示唆する。
• 2ループのランゲル・グルーブ効果により、軽いストップ、左側のスバット、右側のスチーオンの寄与が強化され、第一および第二世代が重くても顕著な寄与を示す。
• 第一および第二世代のスクォークは、質量が約10 TeV未満でない限りLHCで検出不能であるが、モデルは一部のスカラースーパーパartnerを検出可能に許容する。
• 結果から、逆順序構造シナリオは第一世代スクォークが非常に重い場合にのみ実現可能であり、許容可能なパラメータ空間は特定のヤクファテクスチャーおよび位相構造に強く依存することが示唆される。