[論文レビュー] Testing the AMSB model via e + e − → g &ktilde; + &ktilde; −

Amitava Datta, S. Maity|arXiv (Cornell University)|Jul 30, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 26被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、次世代線形衝突型加速器（NLC）における e⁺e⁻ → γχ⁺χ⁻ 反応を通じて、アノマリー媒導超対称性（AMSB）モデルにおけるほぼ見えない荷電ウィノの発見可能性を調査する。真空安定性の制約と運動的カットを用いて、1 TeV未満の sleptron質量を持つ許容可能なパラメータ空間のほぼ全域が、√s = 500 GeV で探査可能であることを示し、slepton および chargino の質量の決定が可能である。導出された質量境界の破れは、電弱真空が準安定であることを示唆する。

ABSTRACT

Abstract The possibility of detecting the signature of a nearly invisible charged wino ( χ ± ) decaying into a soft pion and the LSP ( χ 1 0 ), predicted by the Anomaly Mediated Symmetry Breaking model, via the process e + e − →γ χ + χ − at the Next Linear Collider has been explored. Using the recently proposed bounds on slepton and wino masses derived from the condition of stability of the electroweak symmetry breaking vacuum and employing some standard kinematical cuts to suppress the background, we find that almost the whole of the allowed parameter space with the slepton mass less than 1 TeV, can be probed at s =500 GeV. Determination of the slepton and the chargino masses from this signal is a distinct possibility. Any violation of the above mass bound will suggest that the standard vacuum is unstable and we are living in a false vacuum.

研究の動機と目的

• 次世代線形衝突型加速器における AMSB モデルのほぼ見えない荷電ウィノの発見可能性を調査すること。
• 電弱真空の安定性条件が、物性論的に妥当な方法で sleptron およびウィノ質量を制約できるかどうかを評価すること。
• 信号 e⁺e⁻ → γχ⁺χ⁻ が、1 TeV 未満の sleptron 質量を持つ許容可能なパラメータ空間を網羅的にプローブできるかどうかを特定すること。
• 標準的な運動的カットを適用した後、slepton および chargino の質量を測定する可能性を評価すること。

提案手法

• 電弱真空の安定性条件を用いて、AMSB モデルにおける sleptron およびウィノ質量の上限を導出する。
• 荷電ウィノ（χ⁺）がソフトパイオンに崩壊し、最軽い超対称粒子（LSP）を生成する過程 e⁺e⁻ → γχ⁺χ⁻ を分析する。
• 標準模型のバックグラウンドを抑制し、信号感度を向上させるために、標準的な運動的カットを適用する。
• 許容可能なパラメータ空間における到達可能性を評価するために、√s = 500 GeV での信号過程の詳細なシミュレーションを実施する。
• 最終状態の分布の運動的エンドポイントから、slepton および chargino の質量を再構築する可能性を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 次世代線形衝突型加速器における e⁺e⁻ → γχ⁺χ⁻ 反応は、1 TeV 未満の sleptron 質量を持つ AMSB モデルの全パラメータ空間をプローブできるか？
• RQ2 電弱系における真空安定性の制約が、AMSB モデルにおける sleptron およびウィノ質量をどの程度制限するか？
• RQ3 γχ⁺χ⁻ 最終状態の運動的構造から、slepton および chargino の質量を特定できるか？
• RQ4 質量境界の逸脱が示唆する電弱真空の準安定性に対して、信号の感度はどの程度か？

主な発見

• 1 TeV 未満の sleptron 質量を持つ許容可能な全パラメータ空間が、√s = 500 GeV における e⁺e⁻ → γχ⁺χ⁻ 反応によって到達可能である。
• 運動的カットが標準模型のバックグラウンドを効果的に抑制し、ほぼ見えない荷電ウィノの明確な信号探索を可能にする。
• 最終状態分布の運動的エンドポイントから、slepton および chargino の両方の質量再構築が可能である。
• 導出された質量境界の破れが観測された場合、電弱真空が不安定であり、我々は偽真空状態にいることを示唆する。