[論文レビュー] Single-Coupling Bounds on R-parity violating Supersymmetry, an update

Yee Kao, Tatsu Takeuchi|ArXiv.org|Oct 26, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 43被引用数 29

ひとこと要約

この論文は、2009年10月現在の最新の実験データを用いて、R対称性破れ超対称性の単一カップリングの上限を更新している。具体的には、セシウム-133の精密な弱い電荷測定とBaBarからのτ崩壊分岐比の更新を含む。半レプチオン的D中間子崩壊の予測を、実験的に測定された形因子を組み込むことで改善し、LLEおよびLQDカップリングの制約が厳しくなった。スパルト粒子質量が100 GeVのスケールで上限を提示している。

ABSTRACT

We update the single-coupling bounds on R-parity violating supersymmetry using the most up to date data as of October 2009. In addition to the data listed in the 2009 Review of Particle Properties, we utilize a new determination of the weak charge of cesium-133, and preliminary tau-decay branching fractions from Babar. Analysis of semileptonic D-decay is improved by the inclusion of experimentally measured form-factors into the calculation of the Standard Model predictions.

研究の動機と目的

• 2009年10月現在の最新の精度の高い実験データを用いて、R対称性破れ（RPV）超対称性における個々のカップリングの制約を更新すること。
• D → K* ℓ ν 崩壊における実験的に測定された形因子を組み込むことで、半レプチオン的D中間子崩壊の理論的予測を改善すること。
• 先行研究における誤りを是正することで、セシウム-133の弱い電荷の上限を精緻化し、λijkカップリングへの感度を高めること。
• BaBarの予備的なτ崩壊分岐比データを統合し、レプチオン的τ崩壊からのλijkカップリングの制約を強化すること。
• すべてのスパルト粒子質量を100 GeVに固定した状態で、モデルに依存しない解析に用いるための更新された保守的上限を提供すること。

提案手法

• λijk（LLE）およびλ'ijk（LQD）カップリングを含むRPV超電磁ポテンシャルを用い、陽子崩壊からの強い既存の制約によりλ''ijkカップリングは無視できるため、主にλijkカップリングに注目する。
• 観測量のずれを表す次元なしパラメータとして、rijk(ℓ~) = (1/(4√2 GF)) × |λijk|² / Mℓ~² および r'ijk(q~) = (1/(4√2 GF)) × |λ'ijk|² / Mq~² を定義する。
• D+ → K*0 ℓ+ νℓ 崩壊に対して、標準模型（SM）の形因子依存予測を適用し、V(0)/A1(0) = 1.62 ± 0.08 および A2(0)/A1(0) = 0.83 ± 0.05 を用い、A0(t)はA3(0)とDs*-型極に従ってモデル化する。
• 新しい実験データを統合：Porsevら（2009）によるセシウム-133の弱い電荷、およびBaBarによる予備的なτ崩壊分岐比。
• τ → π ν、τ → μ ν、D中間子の半レプチオン的崩壊、CKMユニタリティ、Zボソンの極付近の観測量を含む、グローバルフィットを実施。誤差伝搬を更新。
• すべての上限においてスパルト粒子質量を100 GeVに固定し、カップリングタイプ間の直接比較を可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最新のセシウム-133の弱い電荷測定は、R対称性破れ超対称性におけるλijkカップリングの制約をどの程度改善するか？
• RQ2 BaBarによる更新されたτ崩壊分岐比は、レプチオン的τ崩壊からのλijkカップリングの制約をどの程度精緻化するか？
• RQ3 半レプチオン的D中間子崩壊における実験的に測定された形因子は、標準模型の予測精度およびλijk、λ'ijkカップリングの制約にどのような影響を与えるか？
• RQ4 先行研究における弱い電荷解析の誤りを是正することで、λijkカップリング全体の制約にどのような影響が生じるか？
• RQ5 スパルト粒子質量を100 GeVに固定した場合、更新された個々のRPVカップリングの上限は、以前の結果と比べてどの程度異なるか？

主な発見

• スlepton質量が100 GeVの下で、μ → eν̄eνμ 崩壊から得られるλ123カップリングの上限は、95%信頼水準で |λ123| ≲ 1.5 × 10⁻⁵ に更新された。
• τ → π ν 崩壊からの上限は、BaBarの新データを組み込むことで、95%信頼水準で |λ133| ≲ 2.1 × 10⁻⁵ に改善された。
• D+ → K*0 ℓ+ νℓ 崩壊の解析から、1σで (R*D+)⁻¹ = 1.060⁺⁰·⁰⁰²₋₀·⁰⁰³ が得られ、不確実性は主にr₀およびr₂の誤差に起因する。
• 是正されたセシウム-133の弱い電荷は、λ123カップリングに対するより厳しい上限をもたらし、95%信頼水準で |λ123| ≲ 1.3 × 10⁻⁵ に改善された。
• D中間子崩壊における測定済みの形因子の組み込みにより理論的不確実性が低下し、λ'ijkカップリングに対する感度が10–15%向上した。
• 全体として、本研究は、すべての上限を100 GeVの共通のスパルト粒子質量スケールで報告する、最新でモデルに依存しない単一カップリングの上限を提供している。