[論文レビュー] Supersymmetry Breaks when Gauge Symmetry Breaks: Cybersusy I

John A. Dixon|ArXiv.org|Aug 6, 2008

Neutrino Physics Research参考文献 8被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、超対称性（SUSY）がゲージ対称性とともに、真空期待値（VEVs）によって生成される複合演算子における超対称性の新しい実現形態—「サイバーサイズ（cybersusy）」—を用いて、超対称標準模型（SSM）におけるSUSYの破れを提案する。このアプローチは、BRSコホロロジーを用いて有効作用を導出し、自然でない和則則や真空エネルギーの問題を伴わずに、実験と整合するレプトン質量スケーリングを生成する。

ABSTRACT

This paper summarizes a new approach to supersymmetry breaking in the supersymmetric standard model (SSM). The approach arises from some remarkable features of the BRS cohomology for composite operators in the SSM, and the behaviour of those operators when gauge symmetry is spontaneously broken. A new realization of supersymmetry arises for these operators. This realization is equivalent to the generation of supersymmetry anomalies, though they are not present in the usual sense. The consequences are worked out in detail for the electron and neutrino flavour triplets, by using the appropriate effective action to analyze the new anomalous realization of supersymmetry. This effective action generates a mass spectrum for leptons that is consistent with present experimental data. There is no vacuum energy problem, and no annoying mass sum rules are present.

研究の動機と目的

• SSMにおける超対称性破れの長年の理論的問題を解決すること。
• 特にレプトンに関して、実験データと整合する形で超対称性がどのように破れるかを説明すること。
• SUSY破れが明示的な項ではなく、BRSコホロロジーにおける複合演算子の構造から生じるメカニズムを構築すること。
• 真空エネルギー問題を解消し、他のSUSY破れモデルで一般的な微調整された質量和則則を回避すること。
• 大型ハドロン衝突型加速器（LHC）などの衝突型加速器でスーパーパartnerを同定するための物性論的に妥当な枠組みを提供すること。

提案手法

• チャイナル超多重項とその制約に注目し、SSMにおける複合演算子のBRSコホロロジーを分析する。
• 標準的な超空間手法では得られないが、コホロロジー解析によってのみ現れる特別な複合演算子「ドットスピン角多重項」を同定する。
• ヒッグス場の真空期待値（VEV）によって生成される新しい代数、すなわち「サイバーサイズ代数」を導入し、ゲージ対称性と超対称性を同時に破る。
• サイバーサイズ代数から有効作用を構築し、低エネルギー領域における明確な超対称性破れを導く。
• 有効作用形式を用いて、パラメータG、D、Rを用いて三つのフレーバーに対して七つの異なる質量を生成するレプトン質量スペクトルを計算する。
• チャイナル超対称性のコホロロジーを用いて、スーパーパartnerの構造と質量関係を導出し、明示的なソフト項に依存しない。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 観測されたレプトン質量と真空エネルギー問題の不在を満たす形で、超対称性をどのように破れるか？
• RQ2 真空期待値（VEV）は、複合演算子における超対称性の新しい異常的実現形態を生成する上で果たす役割は何か？
• RQ3 SSMにおける複合演算子のBRSコホロロジーは、不自然な和則則を導入せずに、物性論的に妥当な質量スペクトルを導くことができるか？
• RQ4 新しいサイバーサイズ代数は、従来の超対称性の異常とどのように異なり、スーパーパartner質量にどのような含意を持つのか？
• RQ5 このメカニズムは、ベクトルボソンやハドロンに拡張可能か？また、それらのスーパーパartner質量にどのような制約を課えるか？

主な発見

• VEVによって生成されるサイバーサイズ代数は、複合演算子におけるゲージ対称性と超対称性を同時に破る、超対称性の新しい異常的実現形態をもたらす。
• サイバーサイズ代数から導かれる有効作用は、三つの正のパラメータG、D、Rによって決定される、三つのフレーバーに対して七つの異なる質量を持つレプトン質量スペクトルを生成する。
• このモデルは、不自然な質量和則則や微調整を必要とせず、観測されたレプトン質量階層をうまく再現する。
• 真空エネルギーはゼロのまま維持され、多くのSUSY破れモデルが直面する宇宙定数問題が解決される。
• 電子、ミューオン、タウ（およびそれらのニュートリノ対応粒子）のスーパーパartnerは、標準模型の対応粒子よりも重く予測され、実験的制約と整合する。
• このメカニズムはレプトンに対しては頑健であり、ハドロンやベクトルボソンに対しても同様の構造が適用可能である可能性を示唆するが、さらなるコホロロジー的解析が必要である。