[論文レビュー] Phenomenological aspects of supersymmetry

Hans Peter Nilles|ArXiv.org|Nov 14, 1995

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 13

ひとこと要約

この論文は、最小超対称標準模型（MSSM）の枠組みにおいて、超対称性の包括的な物性論的分析を提示しており、超対称性の統一ゲージ理論（SUSY GUTs）におけるゲージ結合定数の統一を焦点としている。超対称性が階層問題を自然に解決し、高エネルギースケールでゲージ結合定数の正確な統一をもたらすことが示され、電弱統一と自然性の解決策としての超対称性に強い理論的動機付けを与える。

ABSTRACT

We discuss the possible applications supersymmetric theories might find in the field of elementary particle physics. The supersymmetric generalization of the $SU(3) imes SU(2) imes U(1)$ standard model is discussed in detail. Special attention has been devoted to the question of gauge coupling constant unification in the framework of supersymmetric grand unified models.

研究の動機と目的

• 標準模型の超対称拡張の物性論的妥当性を検討すること。
• 超対称性が電弱理論における階層問題を解決できるかどうかを調査すること。
• 超対称性の統一ゲージ理論（SUSY GUTs）におけるゲージ結合定数の統一を分析すること。
• MSSMが実験的制約と理論的期待に整合しているかどうかを評価すること。
• 高エネルギースケールにおける超対称性の詳細な物性論的フレームワークを提供すること。

提案手法

• 標準模型のゲージ群 SU(3)×SU(2)×U(1) の超対称拡張として、最小超対称標準模型（MSSM）を構築すること。
• ゲージ結合定数のスケール依存性を調べるために、レノルミゼーション群方程式（RGEs）を適用すること。
• MSSMにおけるゲージ結合定数の走破と非超対称標準模型における走破を比較すること。
• SUSY GUTsの文脈において、統一スケールと統一結合定数の強さを評価すること。
• 1ループRGEを用いて、高エネルギースケールにおける結合定数の収束を分析すること。
• MSSMが観測された電弱対称性の破れスケールおよびフェルミオン質量と整合しているかどうかを評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超対称性は、三つのゲージ結合定数を単一のエネルギースケールで統一するか？
• RQ2 MSSMは、標準模型と比較して、電弱スケールの自然性をどのように改善するか？
• RQ3 超対称性の統一ゲージ理論における予測される統一スケールは何か？
• RQ4 MSSMにおけるゲージ結合定数の走破は、非超対称標準模型におけるそれとどのように異なるか？
• RQ5 MSSMにおけるゲージ結合定数の統一にはどのような物性論的含意があるか？

主な発見

• MSSMにおけるゲージ結合定数は、約 10^15 から 10^16 GeV の統一スケールで共通の値に収束する。
• 超対称性は、非超対称標準模型では単一スケールで統一が達成されないのと比較して、ゲージ結合定数の統一を著しく改善する。
• MSSMにおける統一スケールは、SU(5) や SO(10) などのゲージ理論（GUTs）で予測されるスケールと整合している。
• 超対称性の導入により、二次発散に対するヒッグス粒子質量の安定化が実現され、階層問題に対するより自然な解決策が得られる。
• MSSMにおけるゲージ結合定数の走破は正確な収束を示し、モデルの理論的魅力を支持する。
• モデルは、GUTの期待に一致するように、統一結合定数が約 α_GUT ≈ 1/24 であると予測する。