[논문 리뷰] Chargino Contributions to Epsilon and Epsilon-Prime

Shaaban Khalil, Oleg Lebedev|arXiv (Cornell University)|2001. 06. 02.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 27인용 수 14

한 줄 요약

이 논문은 질량 삽입 근사법을 통해 카이온 혼합과 CP 위반에 대한 치아링오 기여를 조사하며, 특정 SUSY 매개변수 공간에서 치아링오–업 스쿼크 루프가 관측된 ε 및 ε′ 값의 전부를 설명할 수 있음을 보여준다. 이는 맛 위반 질량 삽입에 대한 제약을 유도하고, 치아링오 및 글루아노 기여를 조합할 경우 완전히 초월 대칭적 CP 위반을 위한 가용 매개변수 공간이 크게 증가함을 보여준다.

ABSTRACT

We analyze the chargino contributions to the K-\bar K mixing and epsilon-prime in the mass insertion approximation and derive the corresponding bounds on the mass insertion parameters. We find that the chargino contributions can significantly enlarge the regions of the parameter space where CP violation can be fully supersymmetric. In principle, the observed values of epsilon and epsilon-prime may be entirely due to the chargino -- up-squark loops.

연구 동기 및 목표

• 질량 삽입 근사법을 사용하여 초월 대칭 맛 위반의 모형 독립적 접근 방식으로 K- K̄ 혼합과 ε′ 에 대한 치아링오 기여를 분석한다.
• ε 및 ε′ 측정치로부터 업 스쿼크 왼쪽-왼쪽 질량 삽입 매개변수 (δLL^u)ab 에 대한 정량적 제약을 도출한다.
• 치아링오 루프만으로도 표준모형 또는 글루아노 기여 없이 관측된 카이온 붕괴에서의 CP 위반을 설명할 수 있는지 평가한다.
• 완전히 초월 대칭적 프레임워크 내에서 ΔMK 와 ε′ 을 동시에 생성하는 치아링오 및 글루아노 기여 간의 상호작용을 탐색한다.

제안 방법

• 차원이 없는 매개변수 (δLL^u)ab = (δm²)ab / m² 를 통해 질량 삽입 근사법을 사용하여 초월 대칭 맛 위반을 매개변수화한다.
• 초신성 CKM 기저에서 치아링오–업 스쿼크–쿼크 정점이 포함된 슈퍼 박스 도형을 통해 효과적 해밀토니안 HΔS=2eff 에 대한 치아링오 기여를 계산한다.
• 치아링오 질량과 카이브 미트릭스를 포함한 루프 적분을 사용하여 Wilson 계수 C1(MW)Δχ+ 를 평가하며, 질량 비율에 따라 달라지는 루프 함수 h(x) 를 포함한다.
• 고에너지 스케일에서의 초월 대칭 기여를 저에너지 관측량과 연결하기 위해 양자역학적 군 수축과 연산자 곱 전개를 적용한다.
• 실험적 값과 비교하여 ε 및 ε′ 에서의 Im(δLL^u)21 에 대한 제약 조건을 도출하며, CKM 위상가 0으로 가정한다.
• 중량한 초구입 입자 극한에서 Z-펜타곤 기여가 지배적이며, 질량에 민감하지 않은 제약 조건을 유도한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 치아링오–업 스쿼크 루프만으로도 K- K̄ 시스템에서 관측된 ε 및 ε′ 값을 충분히 생성할 수 있는가?
• RQ2 ε 및 ε′ 측정치로부터 업 스쿼크 왼쪽-왼쪽 질량 삽입의 허수부(Im(δLL^u)21)에 대한 제약 조건은 무엇인가?
• RQ3 치아링오 기여가 ε 및 ε′ 을 생성하는 데 있어 글루아노 기여와 크기 및 영향 면에서 어떻게 비교되는가?
• RQ4 ε 및 ε′ 이 모두 치아링오 유도 CP 위반으로 완전히 설명될 수 있는 초월 대칭 매개변수 공간의 영역은 어디인가?
• RQ5 치아링오 기여가 ΔMK 제약을 위반하지 않으면서도 관측된 ε′ 값을 충족시킬 수 있을 정도로 충분히 큰가?

주요 결과

• 치아링오 기여에 의한 Wilson 계수 C1(MW)Δχ+ 는 카이브 미트릭스 원소의 제곱과 루프 함수 h(x) 에 비례하며, x = mχ+/m˜u² 이다.
• M2 = 450 GeV 이고 m = 300 GeV 일 경우, 치아링오 유도 ε′ 을 위해서는 Im(δLL^u)21 ≈ 0.12 가 필요하며, 이는 Re(δLL^u)21 ≈ 9×10⁻⁴ 일 때에만 ΔMK 제약과 호환된다.
• ε′ 에서의 |Im(δLL^u)21| 제약은 tanβ 가 3에서 40 사이일 경우 상대적으로 민감하지 않으며, 중량한 초구입 입자 극한에서 Z-펜타곤 지배로 인해 질량에 민감하지 않아진다.
• 분리 극한에서는 Z-펜타곤 기여가 유한하게 유지되지만, 광자 및 글루온 펜타곤 기여는 1/M² 비율로 사라지며, 이로 인해 안정된 제약 조건이 도출된다.
• 유사한 질량 삽입 조건에서, 특히 Z-펜타곤 도형으로 인해 더 큰 루프 함수를 가지므로, 치아링오 기여가 글루아노 기여보다 더 강력할 수 있다.
• 치아링오 및 글루아노 기여를 조합하면, 매개변수 공간의 상당히 증가된 영역에서 ε 및 ε′ 이 모두 완전히 초월 대칭적으로 설명될 수 있다.