[論文レビュー] One-loop charge and colour breaking associated with the top Yukawa coupling

P. M. Ferreira|ArXiv.org|Jun 21, 2004

Electromagnetic Compatibility and Noise Suppression参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、左巻きおよび右巻きのトップ squark（$\tilde{t}_L$, $\tilde{t}_R$）とヒッグス場（$H_0^1$, $H_0^2$）が真空期待値をとる電荷および色の破れ（CCB）真空において、MSSMにおける完全な1ループ有効ポテンシャルを計算する。1ループ最小化および再結合スケールの一貫性を用いて、標準模型に類似した最小値よりも深いCCB最小値は存在しないことが判明し、これは木レベルのCCB境界の信頼性に疑問を呈し、摂動的CCB境界がMSSMパラメータ空間を過剰に制約している可能性を示唆している。

ABSTRACT

We calculate the one-loop contributions to the MSSM effective potential when the scalar top fields have non-zero vacuum expectation values and study their impact on charge and colour breaking bounds.

研究の動機と目的

• 特定のCCB真空において、左巻きおよび右巻きのトップ squark およびヒッグス場が非ゼロの真空期待値をとる完全な1ループ有効ポテンシャルを計算すること。
• そのようなCCB真空が物理的MSSM最小値よりも深いかどうかを評価し、電荷および色の保存が破れる可能性を検証すること。
• 1ループ補正がCCB境界に与える影響、特に木レベルの解析と比較しての影響を評価すること。
• 既存の木レベルのポテンシャルからのCCB境界の妥当性を検証し、MSSMパラメータ空間を過剰に制約している可能性を検討すること。

提案手法

• 標準的な公式 $\Delta V_1 = \sum_\alpha \frac{n_\alpha}{64\pi^2} M_\alpha^4 \left(\log\frac{M_\alpha^2}{M^2} - \frac{3}{2}\right)$ を用いて1ループ有効ポテンシャルを計算し、$M_\alpha$ はすべての粒子の木レベル質量である。
• CCB質量行列は、$\tilde{t}_L$, $\tilde{t}_R$, $H_0^1$, $H_0^2$ が非ゼロの真空期待値をとることを仮定して構築される。
• 全1ループポテンシャルの最小化は、広範かつ一般的なパラメータ空間において数値的に実行され、グローバル最小値が特定される。
• 一貫性を確保するため、MSSMとCCBポテンシャルの両方を同じ再結合スケール $M$ で比較する。これにより、過去の手法で用いられた異なるスケールによる誤った結果を回避する。
• ゲージおよびスカラー・ボソン、フェルミオン、スフェルミオンの全寄与を含み、色および電荷の量子数を正確に取り扱う。
• 研究は、ジョルジュ・パチェコが提供したコードを支援として用いた数値的最小化アルゴリズムを用い、MSSMのソフト対称性破れパラメータの広範な範囲でポテンシャルを評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 左巻きおよび右巻きのトップ squark およびヒッグス場（$\tilde{t}_L$, $\tilde{t}_R$, $H_0^1$, $H_0^2$）が非ゼロの真空期待値をとる電荷および色の破れ真空が、1ループレベルで物理的MSSM真空よりも深いか？
• RQ2 木レベルの解析と比較して、1ループ補正がMSSM真空の安定性がCCB真空に対してどのように影響を及ぼすか？
• RQ3 完全な1ループ補正を含めると、木レベルのポテンシャル比較から導かれたCCB境界が無効または緩和されるか？
• RQ4 過去の1ループ研究で異なる再結合スケールが用いられた場合、なぜCCBポテンシャルの振る舞いを正しく捉えられていないのか？
• RQ5 特にタウセクターにおいてYukawa結合定数が小さい場合、CCB境界の摂動的信頼性が損なわれるのか？この現象はトップセクターにも拡張可能か？

主な発見

• 広範かつ一般的なパラメータ空間において、完全な1ループポテンシャルにおいて、物理的MSSM真空よりも深いCCB最小値は見つからなかった。
• CCB真空における1ループグルーオン質量寄与は、5つの質量を持つグルーオンのおかげで顕著に正しく、ポテンシャルエネルギーを上昇させ、負の木レベル項を相殺する。
• CCB方向の1ループポテンシャルは、CCBの真空期待値が電弱スケールと同等であっても、常にMSSMポテンシャルよりも高くなる傾向がある。
• 同じ再結合スケール $M$ でMSSMとCCBポテンシャルを比較した結果、過去の手法で異なるスケールが用いられたことは一貫性がなく、誤ったCCB境界を導く原因となった。
• 結果として、木レベルのCCB境界がMSSMパラメータ空間を過剰に制約している可能性があり、物理的に興味深い領域が除外される可能性がある。
• 本研究は、完全な1ループ補正を含めると、CCB真空が従来考えられていたほどグローバル最小値である可能性が低くなるという考えを支持している。