[論文レビュー] General soft terms from Supergravity including D-terms

Emilian Dudaş, Sudhir K. Vempati|ArXiv.org|Jun 3, 2005

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 18被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、超対称性の破れに顕著なD項寄与を含む超対称理論における一般化されたソフト項を導出し、D項がスカラー・フェルミオン質量スプリングを大きく生成できることを示している。宇宙定数をゼロにすることで、特に異常U(1)対称性およびモジュール安定化を伴うモデルにおいて、大規模なD項を伴うスプリット超対称性を実現するフレームワークを提供する。

ABSTRACT

We derive general expressions for soft terms in supergravity where D-terms contribute significantly to the supersymmetry breaking. Such D-terms can produce large splitting between scalar and fermionic partners in the spectrum. By requiring that supersymmetry breaking sets the cosmological constant to zero, we then parameterize the soft terms when D-terms dominate over F-terms or are comparable to them. We present an application of our results to the split supersymmetry scenario and briefly address the issue of moduli stabilisation.

研究の動機と目的

• 標準的な超重力ソフト項を、超対称性破れに非ゼロのD項寄与を含むように拡張すること。
• F項のみで達成するのは困難な、超重力理論における大規模なスカラー・フェルミオン質量スプリングの実現に向けた課題に応えること。
• 宇宙定数をゼロに設定しつつ、D項がF項を上回るか同等に寄与する一貫性のあるフレームワークを構築すること。
• 異常U(1)対称性およびD項駆動型破れを伴うモデルにおけるスプリット超対称性の妥当性を検討すること。
• 特に弦理論にインspiredされたモデルに関連する、大規模なD項寄与を伴うモジュール安定化の検討

提案手法

• アーベルU(1)ゲージ群とD項寄与を伴う超重力理論における、ソフト質量、A項、ゲージノ質量の一般式を導出する。
• F項およびD項寄与を含むスカラー・ポテンシャルを用いる：$ V = e^G(G^M G_M - 3) + \frac{1}{2}\sum_A g_A^2 D_A^2 $。
• 宇宙定数をキャンセルするための条件 $ \langle V \rangle = 0 $ を課し、補助場およびD項に制約を課す。
• 異常U(1)_X、コンfinement型隠れたセクター、タイプI弦理論における磁化されたD9ブレーンを含むモデルに形式的枠組みを適用する。
• 動的なスーパーポテンシャルとフラックス安定化されたモジュールを導入し、D項ポテンシャルが磁化フラックスパラメータkの符号に依存することを示す。
• 2つの状況を分析する：k > 0（階層的で小さな破れ）およびk < 0（大規模な破れ）、後者ではD項支配的であり、明確に異なる真空構造を示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超重力理論におけるD項は、スプリット超対称性に必要な大規模なスカラー・フェルミオン質量スプリングを生成できるか？
• RQ2 D項がF項を上回る超対称性破れにおいて、宇宙定数をどのようにキャンセルできるか？
• RQ3 ファイエット＝イリアポウス項およびそのモジュール依存性は、大規模なD項を伴う真空の安定化に果たす役割は何か？
• RQ4 磁化フラックスパラメータkの符号は、Dブレーンモデルにおける超対称性破れのスケールにどのように影響するか？
• RQ5 大規模なD項寄与を伴うモデルにおいて、モジュール安定化は一貫して達成可能か？

主な発見

• k < 0の場合、$ \langle D_X \rangle \sim k\mu^2 $ により、D項寄与が支配的である大規模な超対称性破れスケールが生成される。
• k < 0の場合、ソフトスカラー質量は大きく、D項が支配的となり、スカラーが重いスプリット超対称性の状況が実現可能である。
• k < 0の真空は、$ \langle |\varphi|^2 \rangle \sim \Lambda^5 / (k^2 \mu^4) $ として安定化され、フラックスパラメータkに強く依存することが示された。
• D項によるソフト質量への寄与は $ D_A (X^A_i + \cdots) G_{i\bar{j}} $ に比例し、D項が大きい場合には顕著な増幅が生じる。
• 宇宙定数がゼロになるのは、F項およびD項寄与が丁寧にバランスされた場合に限られ、これは真空条件 $ \langle V \rangle = 0 $ によって強制される。
• 弱尺度のフェルミオンと、$ \sim 10^9 $ GeVのスカラー補助粒子を伴う一貫したスプリット超対称性の状況が、D項破れによって実現される。