[論文レビュー] Supersymmetry with composite bosons

Alejandro Rivero|ArXiv.org|Dec 5, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、バリオン数を保つ複合ボソン（クォーク系では二クォーク、レプトン系ではメソン）がフェルミオンのスーパパーテナーを担う、新しい超対称性の実現を提案する。このモデルでは、3世代に自然に電荷を帯びたスーパ Multiplet が形成され、二クォーク／メソンと電荷を帯びたフェルミオン（クォークとレプトン）の自由度が正確に一致することで、階層問題を解決する動的なメカニズムが得られる。モデルは3世代に特異的に安定しており、トップクォークがメソンを形成できないことから、1つのトップクォークを持つ場合に限る。

ABSTRACT

We note that hadronic susy (empirical quark-diquark) symmetry can be expanded into the lepton sector, and that for three generations the counting of degrees of freedom is the one we need to build charged supermultiplets. For this to cure hierarchy, Higgs modeling becomes restricted.

研究の動機と目的

• ハドロン的超対称性（クォーク-二クォーク）が、レプトンを含む形に拡張可能かどうかを検討すること。
• 複合ボソン（二クォークとメソン）を用いて、ヒッグス自己エネルギーへのフェルミオンループ寄与をキャンセルすることで、階層問題を解決すること。
• 3世代における電荷を帯びたフェルミオンと複合ボソンの間の粒子数の一致を説明すること。
• レプトンの複合超対称パートナを介して、コーデの公式の動的説明を提供すること。
• この複合超対称性の破れ機構、特にトップクォークと電弱対称性の破れとの関係を調査すること。

提案手法

• クォークのフレーバーを用いて、可能なすべての二クォークおよびメソンのペアリングを構築し、電荷で分類することで、潜在的なスーパパーテナーを同定する。
• 電荷を帯びたおよび中性の複合状態（二クォークおよびメソン）の数を数え、3世代における電荷を帯びたフェルミオン（クォークおよびレプトン）の数と比較する。
• 群論と表現の数え上げを用いて、二クォークおよびメソンが1世代あたり正確に6つの電荷を帯びたボソン状態を提供することを検証する。
• ヒッグスがクォークと二クォークに対して同じ強さでカップルする条件を適用し、階層問題のためのループキャンセレーションを保証する。
• 4/3電荷の二クォークが余計な状態であることを分析し、それらの相互作用を抑制するメカニズムを提案する。
• Koideの公式が保存される臨界的な強い結合定数の値において、超対称性の回復が可能かどうかを検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クォーク-二クォーク超対称性は、メソン的スーパパーテナーを介して、レプトンを含む形に一貫して拡張可能か？
• RQ2 なぜ複合ボソン（二クォークとメソン）の数が、3世代の電荷を帯びたフェルミオンと正確に一致し、スーパ Multiplet を形成できるのか？
• RQ3 複合二クォークとメソンがフェルミオンループ寄与をヒッグス自己エネルギーからキャンセルする場合、階層問題はどのように解決されるのか？
• RQ4 4/3電荷の二クォークの役割は何か？ そして、それらの相互作用を抑制することで、モデルの整合性を保つことができるか？
• RQ5 観測されたレプトンのKoideの公式は、その複合超対称パートナによって説明可能か？

主な発見

• 3世代のクォークとレプトンに対して、二クォークは正確に6つの電荷を帯びたボソン状態（+1/3および-2/3電荷）を提供し、これに6つの電荷を帯びたフェルミオン（上型クォークと電荷を帯びたレプトン）が一致する。
• メソンは正確に6つの電荷を帯びたボソン状態（+1電荷）を提供し、これにより6つの電荷を帯びたレプトンのスーパパーテナーとして機能し、スーパ Multiplet が完成する。
• モデルは3世代と1つのトップクォーク（メソンを形成できない）に特異的に必要とされ、方程式 D×U = 2N および D(D+1)/2 = 2N を解くことで示され、最小解は N=3 である。
• 中性の複合状態の数（13）は、ニュートリノのスーパパーテナーを含めるのに十分であるが、正確な数はモデル固有の群論的制約に依存する。
• ヒッグスカップリングがクォーク-二クォークカップリングと等しいことが、1ループ補正のキャンセレーションを保証する。この条件は、複合ヒッグスモデルで実現可能である。
• 4/3電荷の二クォークは余計な状態と特定され、それらの抑制はモデルの整合性を保つために不可欠である。