[論文レビュー] The Doublet-Triplet Splitting Problem and Higgses as Pseudogoldstone Bosons

Lisa Randall, Csaba Csáki|ArXiv.org|Aug 1, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 11

ひとこと要約

この論文は、超対称性の統一理論（SUSY GUT）におけるダブルット・トリプレット分裂問題を、ヒッグス場を自発的R対称性の破壊から生じる擬似ゴールドストーン粒子として特定することによって解決する。ヒッグスを擬似ゴールドストーン機構に埋め込むことで、自然に陽子崩壊が抑制されつつゲージ結合の統一が保たれる一貫性があり、異常自由なフレームワークが得られ、ヒッグスおよびR対称性の破壊を伴う結合に特徴的な物性的兆候を示す。

ABSTRACT

The doublet-triplet splitting problem is probably the most significant challenge to supersymmetric GUT theories. In this talk, we review potential solutions and their problematic aspects. We also present a complete consistent realization of our preferred solution, higgses as pseudogoldstone bosons, and discuss some distinctive aspects of its phenomenology.

研究の動機と目的

• リアリスト的統一理論に向けた主要な障害である、超対称性の統一理論（SUSY GUT）におけるダブルット・トリプレット分裂問題に対処すること。
• ヒッグス場が自発的R対称性の破壊から生じる擬似ゴールドストーン粒子として現れる、一貫性のある動的メカニズムを提案すること。
• 陽子崩壊の自然な抑制を確保するとともに、ゲージ結合の統一および異常自由性を維持すること。
• ヒッグスおよびR対称性の破壊を伴う結合に特徴的な物性的予測を検討すること。
• GUTの文脈において、擬似ゴールドストーンヒッグスメカニズムの完全かつ現実的な実現を提供すること。

提案手法

• ゲージ対称性を破壊しないグローバルR対称性を導入し、その自発的破壊によって擬似ゴールドストーン粒子を生成する。
• ヒッグスダブルットを、この破壊されたR対称性のナムブ・ゴールドストーンモードとして実現する。
• R対称性を尊重するが、小さな明示的項によってソフトに破壊するスーパーポテンシャルを構成する。
• ヒッグスダブルットが軽量（擬似ゴールドストーン）のままであるように保証し、同時にトリプレットヒッグス成分が大きな質量を獲得するようにする。
• スーパーポテンシャルの構造とR荷重の割り当てを用いて、ダブルットとトリプレットヒッグスの質量を自然に分離する。
• GUTフレームワーク内でのゲージ結合の統一および異常キャンセレーションの両立を示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超対称性の統一理論の枠組み内で、ダブルット・トリプレット分裂問題が自然に解決可能か？
• RQ2 微調整を導入せずに、ヒッグス場が擬似ゴールドストーン粒子として実現可能か？
• RQ3 GUTにおいてヒッグス場を擬似ゴールドストーン粒子として特定することによる物性的結果は何か？
• RQ4 R対称性の破壊メカニズムは、ゲージ結合の統一および異常自由性を保つのか？
• RQ5 このモデルがヒッグス物理学および陽子崩壊断面積において示す特徴的なシグネチャは何か？

主な発見

• ヒッグスダブルットは、自発的R対称性の破壊から生じる擬似ゴールドストーン粒子として現れ、トリプレットヒッグス状態と比較して質量が軽いことの自然な説明が得られる。
• トリプレットヒッグス成分が重いために、自然に陽子崩壊が抑制される。
• このメカニズムは、GUTフレームワーク内でのゲージ結合の統一および異常キャンセレーションと両立する。
• 明示的R対称性の破壊により、特定のR対称性の破壊を伴う結合が予測され、これが加速器および宇宙論的シグネチャをもたらす。
• スーパーポテンシャルの構造により、ダブルット・トリプレット質量分裂が対称性によって保護され、微調整が回避される。
• このフレームワークは、現実的なSUSY GUTの文脈において、擬似ゴールドストーンヒッグスメカニズムの完全かつ一貫性のある実現を提供する。