[論文レビュー] Report of the Beyond the MSSM Subgroup for the Tevatron Run II SUSY/Higgs Workshop

S. Ambrosanio, Howard Baer+31 more|ArXiv.org|Jun 15, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、MSSMを越えた非最小的超対称性モデルを検討し、拡張されたゲージ対称性、R粒子非保存、非標準的ソフト対称性破れパラメータを伴う重力媒介超対称性破れを焦点とする。これらのモデルは、テバトロンでの発見可能性が著しく異なることを示しており、E6に由来するZ′モデルにおけるゲージカイネティック混合（GKM）は、探索範囲を顕著に変化させ、複数の観測量を用いてもモデルの区別を困難にする。

ABSTRACT

There are many low-energy models of supersymmetry breaking parameters which are motivated by theoretical and experimental considerations. Here, we discuss some of the lesser-known theories of low-energy supersymmetry, and outline their phenomenological consequences. In some cases, these theories have more gauge symmetry or particle content than the Minimal Supersymmetric Standard Model. In other cases, the parameters of the Lagrangian are unusual compared to commonly accepted norms (e.g., Wino LSP, heavy gluino LSP, light gluino, etc.). The phenomenology of supersymmetry varies greatly between the different models. Correspondingly, particular aspects of the detectors assume greater or lesser importance. Detection of supersymmetry and the determination of all parameters may well depend upon having the widest possible view of supersymmetry phenomenology.

研究の動機と目的

• 最小的超対称性標準模型（MSSM）を越える低エネルギー超対称性モデル、特に追加のゲージ対称性や非標準的ソフト対称性破れパラメータを有するモデルを調査すること。
• 幅広いMSSMを越えたシナリオを想定したアップグレード済みテバトロンにおける超対称性の発見可能性を評価すること。
• E6に由来するモデルにおけるゲージカイネティック混合（GKM）がZ′ボソンの結合定数と探索範囲に与える影響を評価すること。
• 左対称モデルとE6に基づくZ′モデルのような類似したシグネチャを示すモデルの区別に課される課題を検討すること。
• GKMによって引き起こされるパラメータの degeneracy の中で、複数の観測量（例：Pτ、Rbl、Afb）を用いることでモデル同定がいかに重要になるかを強調すること。

提案手法

• 拡張された物質およびゲージ構造を有する超対称性モデルの広いクラスを分析し、R粒子非保存や非ユニフォームなソフト対称性破れパラメータを含むものも含む。
• E6に由来するモデルで、GUTスケール未満に不完全なGUT表現を有する場合に、ゲージカイネティック混合（GKM）パラメータδとλを、反相関群方程式（RGEs）を用いて計算する。
• θ、δ、λパラメータのモンテカルロスキャンを実施し、E6 Z′結合の許容されるパラメータ空間とその素粒子物理学的結果を特定する。
• Drell-Yan生成を用いたZ′ボソンのテバトロンでの探索範囲を評価し、GKM効果を組み込み、2および30 fb⁻¹の光度を仮定する。
• Pτ、Rbl、Afbなどの観測量を用いて、ベンチマークモデル（例：A、B、L、U、SM結合、W3）間の予測を比較し、モデルの区別可能性を評価する。
• 軽い重力レプトンLSPや非標準的LSP（例：ウィノ、重いまたは軽いグルーギノ）が素粒子物理学的解析に与える影響を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 E6に由来するモデルにおけるゲージカイネティック混合（GKM）効果は、テバトロンにおけるZ′ボソンの結合定数と検出可能性にどのように影響するか？
• RQ2 非最小的ソフト対称性破れパラメータや拡張されたゲージセクターは、テバトロンにおける超対称性の発見可能性をどの程度変化させるか？
• RQ3 左対称モデルとE6に基づくZ′モデルのような類似したシグネチャを示すモデルは、複数の高精度測定を用いて区別可能か？
• RQ4 GKMが存在する状況において、特にレプトンに結合しないZ′ボソンの有効な探索範囲はどの程度か？
• RQ5 GKMによって引き起こされるパラメータの退ingly（degeneracy）状態において、Pτ、Rbl、Afbといった複数の観測量を組み込むことで、モデル同定がどの程度向上するか？

主な発見

• E6に由来するモデルにおけるゲージカイネティック混合（GKM）はZ′結合定数を変更し、1ループレベルでδが-0.286から0.250の非自明なパラメータ空間を生じる。
• λ=0.862、δ=-0.286のη型E6モデルにおける最悪ケースのZ′ボソン探索範囲は、2 fb⁻¹では482 GeV、30 fb⁻¹では736 GeVにまで低下し、単純な予想よりも顕著に減少する。
• Z′がレプトンに結合しない「レプトンに結合しない穴（leptophobic hole）」はGKMにより消失するが、uクォークへの結合が消える際に「くぼみ」が現れる。
• GKMを考慮すると、E6モデルのパラメータ空間はθ–δ–λ空間で広範囲に広がり、左対称モデルやSM結合型Z′モデルと著しく重複する。
• Pτ、Rbl、Afbの3つの観測量をすべて用いても、E6モデルと左対称モデルの区別は依然として困難であり、SM結合型Z′モデルはE6モデルと区別不能になる。
• 本分析は、GKMによるパラメータの退ingly状態が生じる中で、単一チャネル探索（例：Drell-Yan）では失敗する可能性があるため、複数の高精度測定がモデル同定に不可欠であることを強調している。