[論文レビュー] Precise predictions for BR$(B_{s,d}^0 o \ell \bar \ell)$ in models beyond the MSSM with { t SARAH} and { t SPheno}

Herbert K. Dreiner, Kilian Nickel+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、SARAHおよびSPhenoツールを用いて、超対称的および非超対称的モデルにおける$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$崩壊の正確な1ループ計算のための汎用フレームワークを提示する。このフレームワークは、Fortranコード生成を用いて、さまざまなモデルにおけるフラバー変換中性荷電現在の自動的数値評価を可能とし、MSSMを超えるレアB中間子崩壊の素性研究を著しく簡素化する。

ABSTRACT

We present the possibility of calculating the quark flavor changing neutral current decays $B_{s}^0 o \ell \bar \ell$ and $B_{d}^0 o \ell \bar \ell$ for a large variety of supersymmetric models. For this purpose, the complete one-loop calculation has been implemented in a generic form in the Mathematica package SARAH. This information is used by SARAH to generate Fortran source code for SPheno for a numerical evaluation of these processes in a given model. We comment also on the possibility to use this setup for non-supersymmetric models.

研究の動機と目的

• MSSMを超える広範な超対称的モデルにおける、稀な$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$崩壊の正確な理論的予測を可能とすること。
• B中間子崩壊におけるフラバー変換中性荷電現在の課題に取り組むこと。これは、新物理の寄与に対して極めて感受性が高く、重要な物理的意義を有する。
• 計算ツールを用いて、モデルに依存しないこれらの崩壊の計算を可能とする汎用的で自動化されたフレームワークの開発。
• 超対称性を超えて非超対称的モデルにも適用可能なフレームワークの拡張。
• 新物理のシナリオにおけるレア崩壊の分岐比の数値結果を体系的かつ効率的に生成する方法の提供。

提案手法

• Mathematica内でのSARAHパッケージ内に、$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$崩壊の完全な1ループ計算を実装すること。
• SARAHを用いてSPheno用のFortranソースコードを自動生成し、任意のモデルにおける崩壊振幅の数値評価を可能とすること。
• SARAHのモデル構築機能を活用し、フラバー変換過程に関連する複雑な粒子内容と相互作用を扱うこと。
• 振幅計算の汎用的実装により、超対称的および非超対称的モデルの両方との互換性を確保すること。
• 自動パイプラインを用いて、ループ補正を含めた高精度の分岐比を計算すること。
• SPhenoフレームワーク内でのモデルパラメータの一貫した埋め込みと、高エネルギー物理的整合性の保証（高エネルギー物理的整合性の保証）を含めたフレームワークの妥当性検証。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、広範な超対称的モデルの範囲で、$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$崩壊の正確な1ループ予測を達成できるか？
• RQ2 SARAH-SPhenoフレームワークは、非超対称的モデルへの応用をどの程度一般化できるか？
• RQ3 自動コード生成は、フラバー変換中性荷電現在過程の計算をどの程度簡素化できるか？
• RQ4 このフレームワークは、レア崩壊分岐比の数値的評価において、どのように数値的精度と一貫性を確保しているか？
• RQ5 この手法は、MSSMを超える複雑なフラバー構造を持つモデルにも適用可能か？

主な発見

• このフレームワークは、SARAHとSPhenoを用いて、1ループレベルでのモデルに依存しない$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$崩壊の自動計算を可能にする。
• この実装は、拡張されたヒッグス系やR粒子数不変性の破れを伴うモデルを含め、MSSMを超える広範な超対称的モデルをカバーする。
• この手法は非超対称的モデルへも拡張可能であり、さまざまなBSMシナリオへの適用範囲を広げている。
• SARAHから生成されたFortranコードは、任意のモデルにおける分岐比の高精度な数値評価を保証している。
• このフレームワークは、フレーバー感受性の高い観測量における新物理のテストに不可欠な、体系的かつ再現可能なレアB中間子崩壊の研究手法を提供する。
• 自動化により、人的ミスが低減され、B物理学におけるフラバー変換中性荷電現在の素性研究が著しく加速される。