[論文レビュー] Impact of Right-handed Strange-beauty Squark on b s Transitions

W.-S. Hou, Makiko Nagashima|ArXiv.org|Feb 14, 2006

Evolutionary Psychology and Human Behavior被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、近似的なアーベル型のフラバー対称性を有する超対称モデルにおいて、右巻きのストレンジ・ベアティィースキューク（$\tilde{s}_R\tilde{b}_R$混合）が $b \to s$ 遷移に与える影響を調査する。$\tilde{sb}_1$ の質量が 500–800 GeV で、グルーギノの質量が 700–900 GeV の場合、近似的に最大混合が $B_s$ 混合と $B_d \to K^{*}\gamma$ における顕著な $CP$ 違反を引き起こし、LHC でも探査可能であるが、$B_d \to \phi K_S$ における弱まった兆候とは対照的である。

ABSTRACT

As the hint for CP violating new physics in B-> phi Ks has weakened, we reconsider the possibility of near maximal mixing between ilde s_R- ilde b_R squarks. Such a right-handed strange-beauty squark \widetilde{sb}_{1} can be realized by combining supersymmetry with an approximate Abelian flavor symmetry, and comes with a unique new CP violating phase from right-handed quark mixing. Naturally heavy strange-beauty squark and gluino, of order 0.5 to 1 TeV, are easily accommodated by recent time-dependent CP violation measurements in Bd -> phi K^0 and pi^0 K^0. Because of near maximal mixing, even with such heavy masses, the \widetilde{sb}_{1} and ilde g can still strongly impact on Bs mass difference and generate CP violation in the mixing, which can still be probed at Tevatron Run II. But if the scenario is realized, the LHC will provide definitive information on the new CP phase, and possibly discover the \widetilde{sb}_{1} squark. Time-dependent CP violation in Bd -> K^{*0} gamma can be probed at the future B factory upgrades. Other b -> s decays influenced by large right-handed dynamics are also discussed.

研究の動機と目的

• $B_d \to \phi K_S$ における新しい物理の兆候が弱まった後、右巻きのストレンジ・ベアティィースキューク（$\\tilde{sb}_1$）が $b \to s$ 遷移に与える役割を再評価すること。
• 超対称理論における近似的なアーベル型フラバー対称性の下で、$\tilde{s}_R$–$\tilde{b}_R$ スキューク混合が近似的に最大混合である可能性を検討すること。
• $b \to s$ 遷移における残存する $CP$ 違反信号を説明できる $\tilde{sb}_1$ およびグルーギノ（$\tilde{g}$）の許容される質量範囲を特定すること。
• LHC および将来の $B$ ファクトリーのアップグレードが、新しい $CP$ 違反位相と $\tilde{sb}_1$ スキュークを発見する可能性を評価すること。

提案手法

• 近似的なアーベル型フラバー対称性を有する超対称モデルを構築し、右巻きのストレンジおよびベアティィースキューク間の近似的に最大混合を自然に導く。
• 右巻きクォーク混合から生じる $\tilde{s}_R$–$\tilde{b}_R$ セクターにおける一意な新しい $CP$ 違反位相 $\sigma$ を同定する。
• ループ誘導型 $b \to s$ 遷移を通じて、$\tilde{sb}_1$ および $\tilde{g}$ が $B_s$ 質量差（$\Delta m_{B_s}$）および混在における $CP$ 違反（$\sin 2\Phi_{B_s}$）に与える影響を計算する。
• 有効場理論のハドロン行列要素およびフォーム因子を用いて、$B_d \to K^{*}\gamma$ の時間依存的 $CP$ 違反を評価する。
• $\mathcal{S}_{\phi K_S}$ および $\mathcal{S}_{\pi^0 K_S}$ の最新の実験データを用いて、モデルパラメータを制約する。
• クロモダイポール作用素形式を用いて、$B \to PP$、$VP$、$VV$ からの崩壊における $\widetilde{S}_f$ を計算し、フォーム因子および運動量依存項を組み込む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 右巻きのストレンジ・ベアティィースキュークが近似的に最大混合を示す場合、初期の異常兆候が弱まったにもかかわらず、$B_d \to \phi K_S$ における残存する $CP$ 違反を説明できるか？
• RQ2 $b \to s$ 遷移における現在の $CP$ 違反測定と整合する $\tilde{sb}_1$ および $\tilde{g}$ の許容される質量範囲は何か？
• RQ3 $\tilde{sb}_1$ および $\tilde{g}$ は $B_s$ 混在および $B_s$ 混在における $CP$ 違反にどのように影響を及ぼし、LHC で測定可能か？
• RQ4 $B_d \to K^{*}\gamma$ の時間依存的 $CP$ 違反は、このモデルにおける新しい $CP$ 違反位相をどの程度まで探査可能か？
• RQ5 LHC は、$\tilde{sb}_1$ スキュークおよび関連する $CP$ 違反位相を明確に検証または発見できるか？

主な発見

• モデルは、$\tilde{s}_R$–$\tilde{b}_R$ スキュークセクターにおける右巻きクォーク混合から生じる新しい $CP$ 違反位相 $\sigma$ を予測する。
• $m_{\tilde{sb}_1} \simeq 500{-}800$ GeV および $m_{\tilde{g}} \simeq 700{-}900$ GeV の場合、モデルは 1–2 TeV の SUSY スケール内で自然であり、微調整を回避する。
• $\tilde{sb}_1$ および $\tilde{g}$ は $\Delta m_{B_s}$ および $\sin 2\Phi_{B_s}$ に顕著な影響を及ぼし、$B_s$ 混在が LHCb における主要な探査手段となる。
• 将来の $B$ ファクトリーのアップグレードにより、$B_d \to K^{*}\gamma$ の時間依存的 $CP$ 違反が測定可能であると予測される。
• LHC は新しい $CP$ 位相に関する決定的な情報を提供する可能性があり、$\tilde{sb}_1$ スキュークの発見も可能である。
• 実験的兆候が弱まったにもかかわらず、$\mathcal{S}_{\pi^0 K_S}$ および $\Delta m_{B_s}$ の残存するずれが、継続的な新しい物理の信号を示唆しているため、モデルは依然として妥当である。