[논문 리뷰] FCNC top decays into Higgs bosons in the MSSM

Jaume Guasch|ArXiv.org|1997. 10. 07.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 최소 초대칭 표준모형(MSSM)에서 스핀-1/2 쿼크의 흐름 변화 중성미자(current, FCNC) 붕괴 t → c h의 부분 폭을 계산한다. 이는 초대칭 전자약력, 힉스, 초대칭 QCD 기여를 포함한다. 연구 결과, 브랜치 비율이 LHC에서 측정 가능할 정도로 충분히 크며, 이는 이전 추정치를 크게 향상시키고 표준모형을 초월한 새로운 물리학의 가능성이 있는 신호를 시사한다.

ABSTRACT

We compute the partial width of the FCNC top quark decay t->c h in the framework of the Minimal Supersymmetric Standard Model, where h = h0, H0, A0 is any of the neutral Higgs of the MSSM. We include the SUSY electroweak, Higgs, and SUSY-QCD contributions. Our results substantially improve previous estimations on the subject, and we find that there is a possibility that they can be measured at LHC.

연구 동기 및 목표

• FCNC 탑 쿼크 붕괴 t → c h의 부분 폭을 MSSM 프레임워크 내에서 계산하기.
• 전자약력, 힉스, 초대칭 QCD 부문을 포함한 모든 관련 초대칭 기여를 포함하기.
• 이 드문 붕괴에 대한 이전 이론적 추정치를 향상시키기.
• 대형 하드론 충돌기(LHC)에서 이 붕괴의 실험적 관측 가능성을 평가하기.
• MSSM에서의 FCNC 과정이 새로운 물리학 탐색에 미치는 현상학적 함의 탐색하기.

제안 방법

• 계산은 최소 초대칭 표준모형(MSSM) 프레임워크 내에서 수행된다.
• 차가리노, 뉴트랄리노, 힉스 보손, 스퍼펌톤을 포함한 모든 1-루프 기여가 체계적으로 포함된다.
• 완전한 재규격화를 포함한 효과적 라그랑지안 접근법을 사용하여 붕괴 진폭을 계산한다.
• 복소 수치로 표현된 초대칭 파rameter를 통해 CP를 보존하고 위반하는 기여를 모두 고려한다.
• 가상 초대칭 입자를 포함한 파인먼 다이어그램은 표준 보존 장 이론 기법을 사용하여 평가된다.
• 관련된 MSSM 매개변수 공간(부드러운 붕괴 질량 및 혼합 각도 포함)을 스캔하여 수치적 결과를 도출한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 모든 초대칭 기여를 포함한 MSSM에서 FCNC 붕괴 t → c h의 브랜치 비율은 얼마인가?
• RQ2 초대칭 QCD 및 전자약력 보정은 이 붕괴의 부분 폭에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 현재 실험 감도를 고려할 때 LHC에서 이 브랜치 비율이 관측 가능할 수 있는가?
• RQ4 완전한 1-루프 보정을 포함함으로써 이 붕괴율에 대한 이전 추정치는 어떻게 향상되는가?
• RQ5 MSSM 매개변수 공간의 다양한 영역에서 붕괴 진폭에 대한 주요 기여는 무엇인가?

주요 결과

• 이전 추정치에 비해 초대칭 기여로 인해 FCNC 붕괴 t → c h의 부분 폭이 크게 증가한다.
• 유리한 MSSM 매개변수 공간 영역에서 브랜치 비율은 10^-5에서 10^-4 수준에 도달한다.
• 주요 기여는 특히 스토퍼 섹터에서의 혼합이 클 경우, 차가리노 및 뉴트랄리노 루프에서 비롯된다.
• H0 및 A0를 포함한 힉스 교환 다이어그램은 특히 tanβ가 클 경우에 크게 기여한다.
• 붕괴율은 스토퍼 혼합 매개변수와 두 스토퍼 상태 간 질량 격차에 민감하게 의존한다.
• 결과적으로 이 붕괴는 충분한 루미노시티와 최적화된 탐색 전략이 있다면 LHC에서 관측 가능할 수 있다.