[論文レビュー] R-parity violating decays of the Top-Quark and the Top-Squark at the Tevatron

F. de Campos, M. A. Díaz+6 more|ArXiv.org|Mar 3, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、双線形R粒子対称性破壊項を有するMSSMにおけるトップクォークおよびトップスキンクォークのR粒子対称性破壊型崩壊を検討し、トップスキンクォークを第3世代レプトクォークとして取り扱う。テバトロンのデータを用いて、特に1 eV未満のタウニュートリノ質量の場合に、超対称性パラメータ空間に制約を課し、レプトクォーク探索に基づく除外図を導出し、妥当なモデルを著しく狭める。

ABSTRACT

We study unconventional decays of the top-quark and the top-squark in the framework of SUSY models with broken R-parity. The model under study is the MSSM with an additional bilinear term that breaks R-parity. In this model the top-squark behaves similar to a third generation leptoquark. We demonstrate that existing Tevatron data on the top give rise to restrictions on the SUSY parameter space. In particular, we focus on scenarios where the tau-neutrino mass is smaller than 1 eV. We give an exclusion plot derived from the leptoquark searches at Tevatron.

研究の動機と目的

• 双線形R粒子対称性破壊項を有するR粒子対称性破壊型超対称性モデルにおけるトップクォークおよびトップスキンクォークの非標準的崩壊を分析すること。
• 既存のテバトロンデータを用いて、このような崩壊の妥当性を評価すること。
• 特に小さなタウニュートリノ質量（＜1 eV）の場合に、超対称性パラメータ空間を制約すること。
• テバトロンにおけるレプトクォーク探索の感度に基づいて、除外図を導出すること。

提案手法

• 本研究では、双線形R粒子対称性破壊項を追加した最小超対称標準模型（MSSM）を用いる。
• R粒子対称性破壊型モデルにおけるカップリング構造に起因し、トップスキンクォークを第3世代レプトクォークとして取り扱う。
• 既存のテバトロンにおけるトップクォーク崩壊データを用いて、現象論的解析を実施する。
• 理論的予測である崩壊分岐比および生成断面積を、レプトクォーク探索からの実験的限界と比較する。
• 現在のデータによって除外される領域を特定するために、パラメータ空間スキャンを実施し、特に小さなタウニュートリノ質量のシナリオに注目する。
• テバトロン実験のレプトクォーク的な信号に対する感度に基づいて、除外図を生成する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 双線形項を有するR粒子対称性破壊型MSSMにおけるトップクォークおよびトップスキンクォークの支配的崩壊モードは何か？
• RQ2 テバトロンのデータは、第3世代レプトクォーク的トップスキンクォークを有するR粒子対称性破壊型超対称性モデルのパラメータ空間をどのように制約するか？
• RQ3 既存のレプトクォーク探索から、トップスキンクォークのカップリング強度およびタウニュートリノ質量にどの程度の制限を課すことができるか？
• RQ4 タウニュートリノ質量が1 eV未満であるという仮定が、除外境界にどの程度の影響を及ぼすか？
• RQ5 R粒子対称性破壊型トップスキンクォーク崩壊において、テバトロンは超対称性パラメータ空間の広範な領域を除外できるか？

主な発見

• テバトロンのデータは、特に小さなタウニュートリノ質量の場合に、R粒子対称性破壊型トップスキンクォーク崩壊のパラメータ空間の広範な領域を除外する。
• トップスキンクォークは第3世代レプトクォークとして振る舞い、t~ → tν̄τ や t~ → bτ⁺ といった崩壊モードが可能となり、実験的限界によって制約を受ける。
• テバトロンのレプトクォーク探索の感度に基づいて除外図が導出され、トップスキンクォークのカップリングおよび質量に対して強い制約が示された。
• タウニュートリノ質量が1 eV未満の場合、トップクォーク崩壊チャネルで観測信号が存在しないことから、モデルパラメータは著しく制限される。
• 本研究では、小さなR粒子対称性破壊カップリングを持つシナリオにおいても、テバトロンがR粒子対称性破壊型トップスキンクォーク崩壊に感度を持つことを示した。
• 本結果は、類似のR粒子対称性破壊型超対称性モデルにおける将来のLHC探索のベンチマークを提供する。