[論文レビュー] Soft SUSY Breaking, Stop-Scharm Mixing and Higgs Signatures

J. Lorenzo Díaz-Cruz, H. He+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2001

Distributed and Parallel Computing Systems被引用数 11

ひとこと要約

本稿では、MSSMにおけるスピン統一対称性破壊の最小限のフレーバー保存（FCNC）フレームワークを提案し、精度、安定性、電荷・色対称性の破れの制約のもとで、トップクォークとチアムクォークのスクォーク間のO(1)混合が妥当であることを示している。この混合は、μ問題を解消する水平U(1)_H対称性を介して自然に実現され、ループ誘導型のヒッグスカップリングを第三世代クォークに引き起こし、質量挿入近似に依存しない形でテバトロンおよびLHCにおける新しいヒッグスの崩壊モードを生じさせることを示している。

ABSTRACT

The three-family squark mass-matrix from MSSM soft breaking contains a rich flavor-mixing structure. We formulate the {\\it minimal} FCNC schemes for the squark mass-terms and scalar trilinear interactions consistent with existing precision data and charge-color breaking plus stability bounds, and find O(1) mixings among top- and charm-squarks are allowed. We demonstrate that this feature can be naturally realized in a class of new models with horizontal U(1)_H symmetry which also solves the SUSY \\mu-problem. Then, we analyze SUSY radiative corrections to H^+-b-c and h^0-t-c vertices without using mass-insertion approximation and show that the loop-induced flavor-mixing couplings can be significant to provide new discovery Higgs signatures at Tevatron and LHC.

研究の動機と目的

• 精度、安定性、電荷・色対称性の破れの制約を満たすMSSMのスクォーク質量行列における最小限のフレーバー保存型のソフト対称性破れ項を同定すること。
• O(1)のトップクォークとチアムクォークのスクォーク間混合が、実験的制約および自然性の要請と整合するかを検討すること。
• 同時にμ問題を解消し、顕著なスクォーク混合を許容する水平U(1)_H対称性を持つモデルのクラスを構築すること。
• 質量挿入近似を用いない範囲で、H^+-b-cおよびh^0-t-c頂点に対する放射補正を分析すること。
• ループ誘導型のフレーバー混合カップリングに起因する、テバトロンおよびLHCにおける新しい、おそらく発見可能なヒッグス崩壊モードを同定すること。

提案手法

• 最小限のFCNC仮定のもとで、一般なスクォーク質量行列および三重スカラー相互作用を定式化し、精度データおよび安定性条件を満たすようにすること。
• 電荷および色対称性の破れの真空安定性およびフレーバー変換型中性荷電現在の実験的制限からの制約を適用すること。
• 必要なスクォーク混合項を動的に生成し、同時にμ問題を解消するための水平U(1)_H対称性を導入すること。
• 質量挿入近似を避けるために、完全なプロパゲーター技術を用いてH^+-b-cおよびh^0-t-c頂点に対する1ループ補正を計算すること。
• ヒッグス崩壊のBrおよび信号強度を評価し、テバトロンおよびLHCにおける検出可能性を検討すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 O(1)のトップクォークとチアムクォークのスクォーク間混合は、現在のフレーバー変換型過程および真空安定性に関する実験的制約と整合するか？
• RQ2 水平U(1)_H対称性は、MSSMにおけるμ問題を同時に解消しつつ、大規模なスクォーク混合を自然に生成する仕組みとしてどのように機能するか？
• RQ3 質量挿入近似を用いない場合、完全なループ運動量依存性を保持した状態で、H^+-b-cおよびh^0-t-c頂点に対する放射補正はどのように変化するか？
• RQ4 このようなループ誘導型カップリングは、テバトロンおよびLHCにおける観測可能なヒッグス崩壊モードを生じさせるか？
• RQ5 これらのフレーバー混合カップリングが、トップクォークおよびボトムクォークの最終状態におけるヒッグスボソン探索に及ぼす物性的意義は何か？

主な発見

• O(1)のトップクォークとチアムクォークのスキューブ混合は、最小限のFCNCフレームワークにおいて、すべての現在の実験的および理論的制約を満たすことが可能である。
• 水平U(1)_H対称性は、大規模なスクォーク混合を自然に生成すると同時にμ問題を解消する、動的なメカニズムを提供する。
• 質量挿入近似を用いない場合、H^+-b-cおよびh^0-t-c頂点に対する放射補正は顕著であり、ヒッグスカップリングに非自明なフレーバー構造が存在することを示している。
• これらのループ誘導型カップリングは、トップクォークおよびチアムクォークの最終状態へのヒッグス崩壊Brを増強させ、新しい発見チャンネルを提供する。
• 得られたヒッグスのシグネチャは、特にトップクォークおよびボトムクォークを含む最終状態において、テバトロンおよびLHCで観測可能である可能性がある。
• このモデルは、フレーバー固有の最終状態を介して標準模型と区別可能な、新しいヒッグス崩壊モードを予測しており、発見可能性を高めている。