[논문 리뷰] Bayesian naturalness of the C(N)MSSM

Doyoun Kim, Peter Athron외 3명|arXiv (Cornell University)|2013. 12. 15.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 다음으로 최소한의 초대칭 표준모형(NMSSM)에서의 피지터링을 측정하기 위해 베이지안 자연스러움 사전을 도입하며, 바르비에리-구디체 측도를 일반화하고 기존의 피지터링 추정기의 특징을 포괄한다. 이는 125.5 GeV 힉스 보손 발견 이후, 제약 조건이 붙은 NMSSM(CNMSSM)가 CMSSM보다 덜 피지터링되어 있음을 보여주며, 자연스러움을 지지한다.

ABSTRACT

The recent discovery of the 125.5 GeV Higgs boson at the LHC has fueled interest in the next-to-minimal supersymmetric standard model (NMSSM) as it may require less fine-tuning than the minimal model to accommodate such a heavy Higgs. To this end we present Bayesian naturalness priors to quantify fine-tuning in the (N)MSSM. These priors arise automatically as Occam razors in Bayesian model comparison and generalize the conventional Barbieri-Giudice measure. In this paper we show that the naturalness priors capture features of both the Barbieri-Giudice fine-tuning measure and a simple ratio measure that has been used in the literature. We also show that according to the naturalness prior the constrained version of the NMSSM is less tuned than the CMSSM.

연구 동기 및 목표

• NMSSM에서의 피지터링 문제를 다루며, 특히 125.5 GeV 힉스 보손 발견 이후의 맥락에서 고려한다.
• 모델 비교에서 옥커프의 면도날 원리로 자연스러움을 측정하는 베이지안 프레임워크를 개발한다.
• 기존의 바르비에리-구디체 피지터링 측도를 베이지안 맥락에서 일반화한다.
• 이 새로운 사전을 사용하여 제약 조건이 붙은 NMSSM(CNMSSM)와 CMSSM 간의 자연스러움을 비교한다.

제안 방법

• 마진 실현가능도에서 유도된 베이지안 자연스러움 사전을 사용하여, 모델 비교에서 옥커프의 면도날 원리로 간주한다.
• 베이지안 증거 프레임워크에 통합함으로써 바르비에리-구디체 측도를 일반화한다.
• 간단한 비율 기반 피지터링 측도를 베이지안 형식으로 통합하여 여러 추정기를 통합한다.
• 이 사전을 CNMSSM과 CMSSM에 적용하여 자연스러움 페널티를 계산하고 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 베이지안 모델 비교를 통해 NMSSM에서 자연스러움 사전을 어떻게 정의할 수 있는가?
• RQ2 이 베이지안 사전은 바르비에리-구디체 측도와 비율 기반 피지터링 측도를 어느 정도 일반화하는가?
• RQ3 새로운 베이지안 자연스러움 기준 하에서 제약 조건이 붙은 NMSSM(CNMSSM)은 CMSSM보다 덜 피지터링되는가?
• RQ4 125.5 GeV 힉스 보손 질량은 자연스러움 측면에서 CNMSSM이 CMSSM보다 유리한가?

주요 결과

• 베이지안 자연스러움 사전은 단일한 베이지안 프레임워크 내에서 바르비에리-구디체 측도와 단순한 비율 기반 피지터링 추정기를 성공적으로 통합한다.
• 이 사전들은 마진 실현가능도에서 자연스럽게 유도되며, 모델 비교에서 옥커프의 면도날 원리로 기능한다.
• 새로운 베이지안 자연스러움 기준 하에서 제약 조건이 붙은 NMSSM(CNMSSM)이 CMSSM보다 덜 피지터링됨이 확인되었다.
• 결과는 125.5 GeV 힉스 보손 발견를 고려할 때, CNMSSM이 MSSM의 더 자연스러운 확장임을 지지한다.