[論文レビュー] Surveying the Phenomenology of General Gauge Mediation

Linda M. Carpenter|ArXiv.org|Dec 11, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 19被引用数 32

ひとこと要約

本稿は、R対称性を有する弱い結合、再正則化可能なモデルにおける多パラメータゲージメディエーション（GGM）を調査し、スペクトルが顕著に圧縮され、微調整の度合いが1/10〜1/20にまで低下することを示している。これは最小ゲージメディエーションよりも著しく優れている。多様なNLSP（例：スニュートリノ、スタウ、グルーギノ）を同定し、非最小GGMがスプリットSUSYの階層的スペクトルを回避する一方で、豊かな臨界的現象論的性質を有する、より現実的で微調整の少ないSUSYの実現可能性を可能にしている。

ABSTRACT

I explore the phenomenology, constraints and tuning for several weakly coupled implementations of multi-parameter gauge mediation and compare to minimal gauge mediation. The low energy spectra are distinct from that of minimal gauge mediation, a wide range of NLSPs is found and spectra are significantly compressed thus tunings may be generically reduced to a part in 10 to a part in 20.

研究の動機と目的

• 最小ゲージメディエーションを超えた非最小的・多パラメータゲージメディエーション（GGM）モデルの現象論的性質を調査すること。
• 最小ゲージメディエーションと比較して、微調整が低減された低エネルギースペクトルを同定すること。
• 2つまたは3つの質量パラメータを持つ弱い結合GGMモデルのパラメータ空間をマッピングすること。
• コライダー探索（例：モノジェット、チャージノ、グルーギノ）によるNLSPおよびスパーティクル質量に対する制約を特定すること。
• 特に3パラメータGGMにおいて顕著な非標準的現象論的性質（例：圧縮スペクトル、非即時崩壊）を強調すること。

提案手法

• SU(5)表現における複数の隠れたセクターのスプリオンとメッセンジャーマルチプレットを用いて、複数のスケール Λi を定義する一般ゲージメディエーションの枠組みを用いる。
• 文献[6]のパラメータ数え上げ法を適用し、最大6つの低エネルギーパラメータを同定し、2および3パラメータケースに焦点を当てる。
• 1ループにおけるゲージノ質量 Mλi ∝ αiΛ と、2ループにおけるスカラー質量（Λ²およびゲージカップリングの累乗を含む）を導出する。
• Λ1、Λ2、Λ3、ΛE を変化させたGGMパラメータ空間におけるスキャンを実施し、NLSPおよびスペクトル構造をマッピングする。
• チャージノ、グルーギノ、モノジェット探索からの実験的制約に加え、非即時崩壊からの間接的制約を適用する。
• ベンチマークポイントを用いて、特に大規模なU(1)寄与を持つ3パラメータモデルにおいて、質量スプリングが圧縮され、微調整度合いが低いスペクトルを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 多パラメータゲージメディエーションモデルは、最小ゲージメディエーションと比較してスパーティクルスペクトルにどのように影響を与えるか？
• RQ2 多パラメータGGMモデルにおける微調整度合いはどの程度で、最小ケースを下回る可能性はあるか？
• RQ3 非最小GGMにおいて、どのスパーティクルがNLSPとして成立可能であり、NLSPの種類によって実験的制約はどのように変化するか？
• RQ4 パラメータ数を2から3に増加させることで、GGMの実現可能性と現象論的性質はどのように変化するか？
• RQ5 GGMにおいて、微調整度合いが低い圧縮スペクトルが出現しうるか、そしてコライダー探索にどのような影響を及えるか？

主な発見

• 多パラメータGGMにおける微調整度合いは、およそ1/10から1/20にまで低下しており、最小ゲージメディエーションと比較して著しく優れている。
• スペクトルは顕著に圧縮され、特に大規模なU(1)寄与を持つ3パラメータモデルでは、質量スプリングが3倍程度まで小さくなる。
• ウィノ型、ビノ型、スニュートリノ、スタウ、グルーギノなど、多様なNLSPがパラメータの選択に応じて実現可能である。
• 特にスニュートリノおよびスタウNLSPにおいて、3パラメータGGMでは最小または2パラメータケースと比較して、即時崩壊制約が緩やかになる。
• ΛE が大きい（例：160 TeV）場合、グルーギノがパラメータ空間の小さな領域でNLSPとして成立可能であるが、クォークスーパーパartnerは依然として重く（約1.5 TeV）なため、微調整度合いが高くなる。
• 大規模なΛEを持つ3パラメータモデルでは、右巻きスニュートリノおよびクォークスーパーパartnerがほぼ degenerate なため、スペクトルが極めて圧縮され、新しい崩壊チェーンが可能になる。