[論文レビュー] Parameter Bounds in the Supersymmetric Standard Model from Charge/Color Breaking Vacua

Andrew J. Bordner|ArXiv.org|Jun 23, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、電荷/色対称性の破れ（CCB）の真空が存在しないことを保証することで、最小超対称標準模型（MSSM）における三線形ソフト対称性破れパラメータ $ A_t $ に対するきつい制約を導出する。特に、トップクォークのヤコビ係数が大きい大 $ \tan\beta $ 境界においてその制約を強化する。1ループ補正を施した有効ポテンシャルと、MSSMの全ポテンシャルの数値的最小化を用いて、解析的境界 $ A_t^2 < 3(m_2^2 + m_q^2 + m_t^2) $ が真の制約を低く見積もっていることが判明し、より厳しい制約が全数値解析から得られる。

ABSTRACT

We calculate limits on the trilinear soft-breaking parameter, $A_{t}$, in the Minimal Supersymmetric Standard model by requiring the absence of nonzero top squark vacuum expectation values. Assuming a low $ anβ$, which implies a large top Yukawa coupling, we also calculate one-loop corrections to the effective potential. The resulting numerical calculations of the charge/color breaking limits are presented as best-fit surfaces. We compare these results with the analytical limit, $A_{t}^{2} &lt; 3(m_{2}^{2}+m_{q}^{2}+m_{t}^{2})$, and find that although this bound is a good estimate of the charge/color breaking bounds for a simplified model of the top sector, stricter bounds are found by a numerical minimization of the Minimal Supersymmetric Standard Model potential.

研究の動機と目的

• MSSMにおける三線形ソフト対称性破れパラメータ $ A_t $ の、電荷/色対称性の破れ（CCB）の真空を避けるパラメータ空間を特定すること。
• 大 $ \tan\beta $ が、つまりトップクォークのヤコビ係数が大きい場合に、CCB不安定性に与える影響を調査すること。
• MSSM有効ポテンシャルの全数値的最小化を実行することで、解析的境界 $ A_t^2 < 3(m_2^2 + m_q^2 + m_t^2) $ を改善すること。
• 現実的なMSSM条件下でのCCB境界を、最良フィット表面として提示すること。

提案手法

• 研究は、MSSMにおける1ループ補正を施した有効ポテンシャルを計算し、特にトップスクォーク系に注目する。
• CCBを防ぐために、トップスクォークの真空期待値（VEV）がゼロでなければならないという条件を課す。
• 真の最小値を特定し、CCB安定性を評価するために、MSSMスカラー・ポテンシャルの全数値的最小化を実行する。
• CCBリスクを高める低 $ \tan\beta $ の仮定の下で分析を実施する。
• 数値的解法から得られた結果を、$ A_t $、$ m_{\tilde{t}_1} $、$ m_{\tilde{t}_2} $ のパラメータ空間における最良フィット表面として提示する。
• 解析的境界と数値的に得られた限界を比較することで、その正確性と信頼性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大 $ \tan\beta $ 条件下で、MSSMにおける電荷/色対称性の破れの真空を防ぐために、$ A_t $ に課される最も厳しい制約は何か？
• RQ2 解析的境界 $ A_t^2 < 3(m_2^2 + m_q^2 + m_t^2) $ は、CCB不安定性を予測する上でどれほど正確か？
• RQ3 有効ポテンシャルの1ループ補正は、木レベル推定と比較してCCB境界にどの程度の影響を与えるか？
• RQ4 MSSM全ポテンシャルの数値的最小化と解析的近似とは、有効な $ A_t $ 値を予測する点でどの程度異なるか？
• RQ5 $ A_t $-$ m_{\tilde{t}} $ パラメータ空間におけるCCB除外領域の構造はいかなるものか？

主な発見

• 解析的境界 $ A_t^2 < 3(m_2^2 + m_q^2 + m_t^2) $ は、簡略化されたトップ系モデルにおいては合理的ではあるが、CCB限界を過大に許容する推定である。
• MSSM全ポテンシャルの数値的最小化により、解析的近似よりもはるかに厳しい $ A_t $ の制約が得られる。
• 大 $ \tan\beta $ 境界では、トップヤコビ係数がCCB不安定性を増幅させるため、有効なモデルの物性論的記述のためには $ A_t $ に対する厳密な制約が不可欠である。
• 本研究は、$ A_t $、$ m_{\tilde{t}_1} $、$ m_{\tilde{t}_2} $ のパラメータ空間における除外領域をマップする最良フィット表面を提示する。
• 有効ポテンシャルの1ループ補正は、CCB境界の正確な決定に不可欠であることが判明した。
• 結果は、解析的境界がMSSMスカラー・ポテンシャルの全複雑性を捉えていないことを示しており、信頼できるパラメータ制約を得るには全数値解析が不可欠であることを示している。