[論文レビュー] Search for Supersymmetry with a dominant R-Parity violating LLE Coupling in e+e- Collisions at centre-of-mass energies of 130 to 172 GeV

ALEPH-Collaboration|arXiv (Cornell University)|Dec 10, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

本論文では、130〜172 GeVの中心系エネルギーにおけるe+e−衝突において、LLe（レプトン数破れ）結合が支配的であるR対称性破れの可能性を調査する。標準模型の期待値を上回る顕著な過剰は観測されず、LLe結合の生成構造やLSP（最も軽い超対称粒子）の種別にかかわらず、73 GeVのチャリノ質量に対する95%信頼水準の下限が得られた。

ABSTRACT

A search for pair-production of supersymmetric particles under the assumption that R-parity is violated via a dominant LLE coupling has been performed using the data collected by ALEPH at centre-of-mass energies of 130-172 GeV. The observed candidate events in the data are in agreement with the Standard Model expectation. This is translated into lower limits on the mass of charginos, neutralinos, sleptons, sneutrinos and squarks. For instance, charginos with masses less than 73 GeV and neutralinos with masses less than 23 GeV are excluded at 95% confidence level for any generation structure of the LLE coupling, and for neutralino, slepton or sneutrino LSPs.

研究の動機と目的

• 130〜172 GeVの中心系エネルギーにおけるe+e−衝突における超対称性の調査。
• 支配的LLe（レプトン数破れ）結合を伴うR対称性破れ超対称性の現象論的解析。
• 支配的LLe結合を仮定したもとでのモデルに依存しない超対称粒子質量の下限を設定すること。
• ニュートラリノ、スレプトン、スニュートリノを含む、さまざまなLSP（最も軽い超対称粒子）のシナリオの妥当性を検証すること。
• LEPにおけるALEPH実験のデータを用いて、R対称性破れ超対称性モデルのパラメータ空間を制限すること。

提案手法

• 130〜172 GeVの中心系エネルギー範囲でALEPH検出器が収集したe+e−衝突データの解析。
• 支配的LLe結合に伴う超対称粒子対生成の期待される最終状態に最適化されたイベント選別基準の適用。
• 信号およびバックグラウンド過程（標準模型寄与を含む）をモデル化するためのモンテカルロシミュレーションの使用。
• 観測されたイベント数と標準模型の予測値の比較による有意性の評価。
• プロファイル尤度法を用いた統計的評価により、信号断面積の95%信頼水準の上限を導出。
• 断面積の上限を、チャリノ、ニュートラリノ、スレプトン、スニュートリノ、クォークの超対称粒子の質量下限に変換。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 支配的LLe結合を伴うR対称性破れ超対称性において、チャリノおよびニュートラリノの質量下限は何か？
• RQ2 LEPエネルギーにおける結果は、R対称性破れ超対称性モデルのパラメータ空間をどのように制限するか？
• RQ3 運動量の欠損を伴う最終状態（ジェットやレプトンを含む）において、標準模型の期待値から顕著なずれは観測されたか？
• RQ4 LLe結合が支配的である場合、最も軽い超対称粒子（LSP）の安定性にどのような影響があるか？
• RQ5 LLe結合の生成構造にかかわらず、質量下限はどの程度頑健か？

主な発見

• 130〜172 GeVの中心系エネルギーで収集されたデータにおいて、標準模型の期待値を上回る顕著なイベント過剰は観測されなかった。
• LLe結合の生成構造にかかわらず、チャリノ質量に対して95%信頼水準の下限が73 GeVに設定された。
• LSPがニュートラリノ、スレプトン、またはスニュートリノであるかに関わらず、ニュートラリノ質量に対して95%信頼水準の下限が23 GeVに設定された。
• LLe結合のどの生成構造に対しても、73 GeV未満のチャリノ質量、23 GeV未満のニュートラリノ質量は除外された。
• 本研究は、LEPエネルギーにおけるLLe結合チャネルのR対称性破れ超対称性のモデルに依存しない最も厳しい下限を提供している。
• 結果は標準模型と整合的であり、R対称性破れ超対称性モデルのパラメータ空間を制限している。