[論文レビュー] Scalar sector of Supersymmetric ${SU}(3)_C\otimes {SU}(3)_L \otimes {U}(1)_N$ Model with right-handed neutrinos

D. T. Huong, M. C. Rodriguez+1 more|ArXiv.org|Aug 3, 2005

Neutrino Physics Research参考文献 1被引用数 9

ひとこと要約

本稿では、右カラーニュートリノを含む超対称的SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)Nモデルにおけるスカラー系の詳細な解析を提示し、全質量スペクトルを導出し、L=0およびL=2スカラー状態の間の混合が存在しないことを示している。軽いスカラー質量の上限が230 GeVであることが示され、これは標準模型ヒッグス bosonに関するLEP制約と整合的である。

ABSTRACT

We investigate a scalar sector of the supersymmetric $ SU_C(3) \otimes SU_L(3)\otimes U_N(1)$ model with right-handed neutrinos. The mass spectra are derived. We show that only neutral Higgs sector with lepton number L=0 could have a VEV. There is no mixing between scalars having L=0 and bilepton scalars having L=2. There are six Goldstone bosons: two in neutral sector, three in pseudo-scalar sector and one in charged scalar sector. For a given set of input parameters (five from the $F$ terms and two from the soft term) all the scalar sectors in this model contain the upper limit of 230 GeV to the mass of the lightest scalar, which are in agreement with the lower limit of the SM Higgs boson obtained by LEP.

研究の動機と目的

• 右カラーニュートリノを含む超対称的SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)Nモデルの完全なスカラー系を構築・解析すること。
• 中性子、準中性子、および荷電スカラーを含む、すべてのスカラー状態の質量スペクトルを導出すること。
• 特にバイレプトンを含む、レプトン数L=0およびL=2をもつスカラー間の混合構造を調査すること。
• 軽いスカラー状態の質量の上限を特定し、実験的制約と比較すること。
• 自発的ゲージ対称性の破れに関連するゴールドストーン粒子の存在と数を確認すること。

提案手法

• ゲージ群SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)Nおよび右カラーニュートリノを含む超多重項の内容に基づき、超対称的スカラー自己エネルギーを構築すること。
• F項とソフト対称性破れ項を用いて、中性子、準中性子、荷電スカラー系の質量行列を導出すること。
• F項から得られる5つのパラメータとソフト対称性破れ項から得られる2つのパラメータを用いた入力パラメータセットに基づき、スカラー質量行列を数値的に対角化すること。
• 真空期待値（VEVs）の構造を用いてゴールドストーン粒子を特定し、合計6つ（中性子2つ、準中性子3つ、荷電1つ）であることを確認すること。
• 行列の対角化を用いて固有値を抽出することで、さまざまなVEVs（例：w' = 500 GeVから1 TeV）における物理的スカラー質量を数値解析すること。
• 得られたスカラー質量の上限を、標準模型およびMSSMの既知の制約と比較し、特にLEPによるヒッグス粒子質量の下限を検証すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 右カラーニュートリノを含む超対称的3-3-1モデルにおけるスカラー系の完全な質量スペクトルは何か？
• RQ2 このモデルにおいて、レプトン数L=0とL=2（バイレプトン）をもつスカラーの間には混合が存在するか？
• RQ3 このモデルにおける最も軽いスカラー状態の質量の上限は何か？ そして、実験的制約とどのように比較されるか？
• RQ4 生成されるゴールドストーン粒子の数はいくつで、中性子、準中性子、および荷電スカラー系にどのように分配されるか？
• RQ5 スカラー質量は、LEPが確立した標準模型ヒッグス粒子質量の下限（約114.4 GeV）と整合的か？

主な発見

• レプトン数L=0の中性スカラーのみが真空期待値（VEVs）を獲得でき、L=2バイレプトンはVEVsを獲得しない。
• L=0とL=2をもつスカラーの間には混合が存在せず、中性子系とバイレプトン系のスカラー系がデカップリングしていることが確認された。
• モデルには合計6つのゴールドストーン粒子が存在する：中性子系に2つ、準中性子系に3つ、荷電スカラー系に1つ。
• すべての系において最も軽いスカラー質量は230 GeV未満に制限され、さまざまなVEVsにおける数値的対角化から導出された。
• 中性子系、準中性子系、荷電スカラー系における最も軽いスカラー質量は、入力パラメータに応じて約223.7–224.7 GeVの範囲で数値的に求められた。
• すべてのスカラー質量の上限は、標準模型ヒッグス粒子質量のLEPによる下限（約114.4 GeV）およびMSSMにおける最も軽いヒッグス状態の制約と整合的である。