[논문 리뷰] Effects of Flavor Violation on Split Supersymmetry

D. Demir|ArXiv.org|2004. 10. 04.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 11인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 분할 초대칭에서의 맛 위반 효과를 조사하며, 힉스 보존 질량을 안정화하는 것과 유사한 극도로 정밀한 조정과 함께 비자명한 스퍼미온 질량 행렬 혼합이 약한 스케일에서 가벼운 스퍼미온 상태를 유도할 수 있음을 보여준다. 이러한 가벼운 스퍼미온은 희귀 과정과 전기 dipole moment(EDM)와 같은 관측 가능한 현상을 유도하며, LHC에서 이러한 상태를 관측하지 못할 경우 초대칭 붕괴가 맛에 민감하지 않다는 것을 의미한다.

ABSTRACT

We discuss consequences of flavor mixings in the scalar fermion sector of supersymmetric models endowed with ultra heavy scalars. We find that, under extreme fine-tunings different than but similar in size to that needed to obtain a light Higgs doublet, intergenerational mixings generically lead to light sfermion states which facilitate a number of phenomena ranging from rare processes to electric dipole moments. The number of scalar fermions to be discovered by collider searches is fewer than those in a complete supersymmetric model.

연구 동기 및 목표

• 초기 초대칭 모델에서 스칼라 페르미온 섹터의 맛 혼합이 초래하는 현상학적 결과를 분석하기 위해.
• 초기 초대칭 모델에서 초중량 스퍼미온 스펙트럼에도 불구하고, 힉스 질량을 안정화하는 것과 유사한 극도로 정밀한 조정이 가벼운 스퍼미온 상태를 생성할 수 있는지 조사하기 위해.
• 가벼운 스퍼미온이 어떻게 발생하는지와 그들이 FCNC, EDM, 힉스 질량과 같은 저에너지 관측량에 어떤 영향을 미치는지 조건을 규명하기 위해.
• LHC에서 가벼운 스퍼미온을 관측하지 못하는 것과 초대칭 붕괴의 맛 구조 사이의 연결 고리를 설정하기 위해.
• 현재 실험적 제약과 자연성 원칙을 고려할 때 맛 위반 분할 초대칭 모델의 타당성을 평가하기 위해.

제안 방법

• 게이지노, 힉스노, 힉스 두중성자가 가볍고 스칼라가 무거운 분할 초대칭의 맥락에서 스퍼미온 질량 제곱 행렬을 분석한다.
• 스퍼미온 섹터에 힉스 질량을 안정화하는 것과 유사한 극도로 정밀한 조정 메커니즘을 적용하여 약한 스케일에서 물리적 스퍼미온 상태를 생성한다.
• MSSM의 초위상 및 소프트 붕괴 항항을 사용하여 스칼라 포텐셜을 유도하고 힉스 두중성자와 스퍼미온 간의 혼합 효과를 분석한다.
• 스퍼미온 질량 행렬의 맛 위반 항목이 FCNC, 전기 dipole moment(EDM), 힉스 질량과 같은 저에너지 관측량에 미치는 영향을 평가한다.
• 특히 충돌기 서명과 장수하는 글루아노의 측면에서 맛 위반 및 맛 보존 분할 초대칭 모델의 예측을 비교한다.
• 게이지 기저와 슈퍼-CKM 기저 간의 유니타리 변환을 적용하여 스퍼미온 질량 행렬의 비대칭 항목이 물리적 상태에 어떤 영향을 미치는지 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초기 초대칭 프레임워크에서 초중량 스칼라가 존재하더라도 스퍼미온 질량 행렬의 맛 혼합이 약한 스케일에서 물리적 스퍼미온 상태를 유도할 수 있는가?
• RQ2 이러한 가벼운 스퍼미온의 현상학적 결과는 무엇인가? 특히 희귀 과정과 전기 dipole moment(EDM) 측면에서.
• RQ3 스퍼미온 섹터에서의 극도로 정밀한 조정은 약한 힉스 두중성자 질량을 위한 것과 비교해 크기와 효과 면에서 어떻게 다른가?
• RQ4 LHC에서 가벼운 스퍼미온이 생성된다면 어떤 실험적 서명이 나타나며, 기존 MSSM 기대와 어떻게 다를까?
• RQ5 LHC에서 가벼운 스퍼미온을 관측하지 못할 경우 초대칭 붕괴가 맛에 민감하지 않다는 것을 의미하는 조건은 무엇인가?

주요 결과

• εh ~ TeV²/M_SUSY² 정도의 정밀한 조정과 함께 스퍼미온 질량 행렬의 맛 혼합은 일반적으로 약한 스케일에서 가벼운 스퍼미온 상태를 유도한다.
• 가벼운 스퍼미온은 맛 변화 중성미온 전이(FCNC)를 매개하고 전기 dipole moment(EDM)에 기여할 수 있어 현재 및 향후 실험에서 관측 가능하다.
• 충돌기에서 발견될 것으로 예상되는 스퍼미온의 수는 완전한 MSSM보다 적지만, 그들의 결합 상수와 질량은 전통적인 MSSM 예측과 상당히 다릅니다.
• LHC는 맛 위반 분할 초대칭에서 스퍼미온을 생성할 것으로 예상되며, 글루아노가 장수할 필요는 없고 LHC가 반드시 글루아노 공장이 되는 것은 아닙니다.
• LHC에서 가벼운 스퍼미온을 관측하지 못할 경우, 맛에 민감한 초대칭 붕괴를 강력히 뒷받침하는 증거가 된다. 왜냐하면 가벼운 스퍼미온은 맛 위반 시나리오의 일반적 예측이기 때문이다.
• 맛 위반 분할 초대칭 모델의 매개변수 공간을 제약하기 위해 FCNC, EDM, 힉스 질량에 대한 기존 제약의 종합적 분 析가 필요하다.