[論文レビュー] Two Lectures on FCNC and CP Violation in Supersymmetry

A. Masiero, L. Silvestrini|ArXiv.org|Nov 20, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、最小超対称標準模型（MSSM）および一般化された低エネルギー超対称拡張について、フレーバー変換を伴う中性荷電現在（FCNC）およびCP対称性の破れの包括的分析を提供する。FCNCおよびCP対称性の破れが超対称理論のモデル構築に与える制約を評価するとともに、レアなB崩壊およびB物理学におけるCP対称性の破れを、超対称性の実験的信号としての可能性にも言及する。

ABSTRACT

These two lectures constitute a reappraisal and an update of the status of the Flavour Changing Neutral Current (FCNC) and CP violation issues in supersymmetry. The first lecture discusses these points in the framework of the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM), while the second one provides an analysis in a generic low-energy supersymmetric extension of the Standard Model. The goal of these lectures is twofold: on one hand we present a qualitative and quantitative discussion of the threat that FCNC and CP violation represent on supersymmetry model building; on the other hand, we point out how precious FCNC and CP violation may be in obtaining some signals of the presence of supersymmetry at low energy in the years that separate us from the advent of LHC physics. In particular, concerning this latter point, we emphasize and thoroughly analyze the role of experimental searches for rare B decays and CP violation in B physics.

研究の動機と目的

• フレーバー変換を伴う中性荷電現在（FCNC）およびCP対称性の破れが超対称理論におけるモデル構築に与える影響を再評価すること。
• レアなB崩壊およびB物理学におけるCP対称性の破れが、低エネルギー超対称性のプローブとして果たす役割を評価すること。
• MSSMおよび一般化されたSUSY拡張におけるFCNCおよびCP対称性の破れの定性的かつ定量的分析を提供すること。
• LHC時代以前の物理学において、レア崩壊の実験的探索が超対称性の存在を示す手がかりとなる方法を特定すること。
• SUSYの素粒子物理学における理論的制約と実験的シグナルの相乗効果を強調すること。

提案手法

• 最小超対称標準模型（MSSM）の枠組み内でFCNCおよびCP対称性の破れを分析する。
• MSSMの分析を、一般化された低エネルギー超対称標準模型への拡張に拡大する。
• 有効場理論の手法を用いて、MSSMにおけるフレーバー破れおよびCP対称性の破れの相互作用を計算する。
• レアなKおよびB崩壊からの実験的制約を用いて、SUSYのパrameter空間を制限する。
• 将来のB物理学実験がMSSMにおけるCP対称性の破れ効果にどれほど感度を持つかを評価する。
• 理論的予測をBファクトリーおよび他の低エネルギープローブからの実験データと比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 FCNCおよびCP対称性の破れは、MSSMのパrameter空間にどのように制約を加えるか？
• RQ2 レアなB崩壊は、LHC時代以前に超対称性を示す信号としてどの程度有効か？
• RQ3 一般化された低エネルギーSUSYモデルにおけるFCNCおよびCP対称性の破れの主要寄与は何か？
• RQ4 B物理学におけるCP対称性の破れの実験的制約は、標準模型を超える新しい物理学をどの程度制限するか？
• RQ5 FCNCおよびCP対称性の破れは、低エネルギーで超対称性を間接的に探査する手段としてどのように機能するか？

主な発見

• MSSMにおけるフレーバー変換を伴う中性荷電現在は、特にK⁰- K̄⁰混合およびB⁰ → μ⁺μ⁻崩壊の実験的データによって強く制約を受ける。
• MSSMにおけるCP対称性の破れは、ソフト対称性破れ項の複素位相に敏感であり、中性子および電子の電気双極子モーメントに顕著な寄与を示す。
• B⁰ → μ⁺μ⁻の分岐比は、特定のSUSYパラメータが調整されない限り、現在の実験的感度以下に予測される。
• B → X_s γおよびB → X_s μ⁺μ⁻のようなレアなB崩壊は、超対称性を含む新しい物理学の強力なプローブである。
• B → ψK_SおよびB → π⁰K_S崩壊におけるCP非対称性は、特に複素位相を有するMSSMにおいて、新しい物理学の寄与に敏感である。
• FCNCとCP対称性の破れの相乗効果は、異なるSUSY対称性破れメカニズムや媒介モデルを区別する手がかりとなる。