[논문 리뷰] $B o X_s γ$ in minimal supersymmetric standard model with general flavor mixing

Kenichi Okumura, Leszek Roszkowski|ArXiv.org|2002. 11. 30.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 1인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 일반적인 쿼크 섹터의 플레어 혼합을 고려한 최소 초대칭 표준모형(MSSM)에서 다음 차수 보정(NLO) QCD 보정을 포함한 $B\to X_s\gamma$를 분석한다. 이는 글루아인 기여를 크게 억제하는 집중 효과를 규명하며, 특히 $\mu<0$ 조건에서도 $\delta^{d}_{LL}$ 및 $\delta^{d}_{LR}$에 대한 제약 조건을 완화시킨다. 반면 $\delta^{d}_{RR}$ 및 $\delta^{d}_{RL}$는 영향을 거의 미치지 않는다.

ABSTRACT

We present the results of our analysis on $b o s γ$ in the minimal supersymmetric standard model with a general flavor mixing in the squark sector. We identify the next--to--leading order focusing effect, which considerably reduces the gluino contribution to $b o s γ$ relative to the leading order calculation. We illustrate that $BR(B o X_s γ)$ is still very sensitive to the flavor mixing parameters, $δ^d_{ll}$ and $δ^d_{lr}$ so that the lower bound for $m_{1/2}$ obtained in the minimal flavor violation can be easily removed even at $μ&lt;0$, while it is rather stable against $δ^d_{rr}$ and $δ^d_{rl}$.

연구 동기 및 목표

• MSSM에서 쿼크 섹터의 일반적인 플레어 혼합이 $B\to X_s\gamma$ 분해비율에 미치는 영향을 조사하는 것.
• 특히 글루아인 기여에 대한 집중 효과를 포함한 다음 차수 보정(NLO) QCD 보정의 역할을 평가하는 것.
• 최소 플레어 위반(MFV) 조건에서 유도된 $m_{1/2}$의 하한 제약이 일반적인 플레어 혼합에 의해 완화될 수 있는지 테스트하는 것.
• NLO 조건에서 다양한 플레어 혼합 매개변수($\delta^{d}_{LL}, \delta^{d}_{LR}, \delta^{d}_{RR}, \delta^{d}_{RL}$)에 대한 $BR(B\to X_s\gamma)$의 민감도를 평가하는 것.
• SO(10) GUT에서 유래하는 대규모 $\tan\beta$를 가진 초대칭 모형을 제약하기 위해 NLO 수준의 계산이 필수적인지 확인하는 것.

제안 방법

• 쿼크 및 글루아인에 대해 공통 스케일 $\overline{\mu}_{\rm SUSY}$를 사용한 효과 이론 접근법을 통해 MSSM에서 $B\to X_s\gamma$의 NLO 분석을 수행한다.
• 주요 초대칭 기여에 NLO QCD 보정 및 주요 초대칭–QCD 효과를 포함시켜 이전의 LO 매칭 접근법을 개선한다.
• $\overline{\mu}_{\rm W}$에서 $\overline{\mu}_{\rm b}$로의 양자역학적 군 진화를 통해 윌슨 계수 $C_7$ 및 $C_8$를 진화시킨다.
• $\overline{\mu}_{\rm W}$에서의 매칭 조건을 표준모형(SM), 2HDM, MSSM 기여에 적용하며, 글루아인 및 카이린 기여를 포함한다.
• Constrained MSSM(CMSSM)에서 $\tan\beta=10$ 및 $40$, $A_0=0$, $m_0=500$ GeV 조건을 기반으로 분해비율을 분석한다.
• NLO 매칭 조건을 사용하여 글루아인 기여가 LO 대비 $C_7$ 및 $C_8$에 얼마나 억제되는지 분석함으로써 집중 효과를 정량화한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NLO 집중 효과는 LO 계산에 비해 글루아인 기여가 $B\to X_s\gamma$에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 일반적인 플레어 혼합이 MFV 조건에서 유도된 $m_{1/2}$의 하한 제약을 어느 정도 완화시키는가?
• RQ3 NLO 조건에서 $BR(B\to X_s\gamma)$는 다양한 플레어 혼합 매개변수($\delta^{d}_{LL}, \delta^{d}_{LR}, \delta^{d}_{RR}, \delta^{d}_{RL}$)에 얼마나 민감한가?
• RQ4 일반적인 플레어 혼합을 고려할 때 $\mu$의 부호는 $B\to X_s\gamma$에서의 제약 조건에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 SO(10) GUT에서 유래하는 대규모 $\tan\beta$를 가진 초대칭 모형을 테스트하기 위해 NLO 수준의 분석이 필수적인가?

주요 결과

• NLO 집중 효과는 특히 $\delta^{d}_{LR}$ 및 $\delta^{d}_{LL}$의 경우에서 LO 계산 대비 글루아인 기여를 $B\to X_s\gamma$에 크게 감소시킨다.
• MFV 조건에서 유도된 $m_{1/2}$의 하한 제약—$\mu>0$일 경우 약 200 GeV, $\mu<0$일 경우 약 600 GeV—은 $|\delta^{d}_{LL}| \sim 0.05$ 또는 $|\delta^{d}_{LR}| \sim 0.01$ 정도의 값으로 쉽게 제거될 수 있으며, 미세 조정이 필요하지 않다.
• 집중 효과가 적용된 후에도 MFV와 글루아인 기여 간 간섭으로 인해 분해비율은 여전히 $\delta^{d}_{LL}$ 및 $\delta^{d}_{LR}$에 매우 민감하다.
• $\delta^{d}_{RR}$ 및 $\delta^{d}_{RL}$에 대한 제약은 약한 편이다: $\delta^{d}_{RR} \lesssim 0.4$ 및 $\delta^{d}_{RL} \lesssim 0.015$ 정도의 값은 분해비율에 큰 영향을 주지 않으며, 이는 이러한 매개변수에 대해 안정성을 보임을 시사한다.
• $\mu<0$의 경우 집중 효과의 효과가 떨어지므로 제약 조건의 완화가 더 두드러지게 나타나지만, $\delta^{d}_{LR}$의 경우 허용 영역은 여전히 넓다.
• SO(10) GUT에서 유래하는 대규모 $\tan\beta$를 가진 초대칭 모형을 제약하기 위해 NLO 수준의 계산은 필수적이다. 이 경우 플레어 혼합 효과는 무시할 수 없을 정도로 크다.