[논문 리뷰] Implementation of the left-right symmetric model in FeynRules/CalcHep

Aviad Roitgrund, G. Eilam외 1명|arXiv (Cornell University)|2014. 01. 14.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 8인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 페인만 다이어그램 생성 및 LHC 현상학을 위한 단면적 계산을 자동화할 수 있도록, 파인만 룰즈/칼쿨렙 프레임워크 내에서 왼쪽-오른쪽 대칭 모델의 완전한 구현을 제시한다. 모델 파일은 검증되었으며, 매드그라프 및 셰르파와 같은 다른 도구와의 상호운용성이 확보되어, 표준 모델을 초월한 새로운 물리 현상 연구를 위한 견고한 계산 도구를 제공한다.

ABSTRACT

We present an implementation of the manifest left-right symmetric model in FeynRules/CalcHep. The different aspects of the model are briefly described alongside the corresponding elements of the model file. The model file is validated and can be easily translated also to other Feynman diagram calculators, such as MadGraph, Sherpa, etc. The implementation of the left-right symmetric model in FeynRules/CalcHep is a useful step for studying new physics signals with the data generated at the LHC.

연구 동기 및 목표

• FeynRules/CalcHep 프레임워크 내에서 왼쪽-오른쪽 대칭 모델에 대한 포괄적이고 재사용 가능한 모델 파일을 개발하기 위해.
• LHC에서의 새로운 물리 과정에 대해 페인만 다이어그램과 행렬 요소를 자동으로 계산할 수 있도록 하기 위해.
• 표준화된 모델 파일 형식을 통해 매드그라프 및 셰르파와 같은 다른 몬테카를로 생성기와의 호환성을 확보하기 위해.
• 고에너지 물리 현상학에서 정확성과 신뢰성에 대해 구현을 검증하기 위해.
• LHC 데이터에서 왼쪽-오른쪽 대칭 모델의 서명을 연구하는 데를 지원하기 위해.

제안 방법

• 왼쪽-오른쪽 대칭 모델은 게이지 보손, 힉스 필드, 페르미온을 포함한 모델 라그랑지안과 필드 구성 요소를 사용하여 FeynRules를 통해 구현된다.
• 모델 파일은 자동으로 행렬 요소 생성 및 단면적 계산을 위해 CalcHep 형식으로 내보낸다.
• 모든 모델 매개변수와 상호작용은 FeynRules 문법을 사용하여 정의되어 일관성과 추적 가능성을 보장한다.
• 모델에는 게이지 보손과 힉스 보손의 상호작용 전체 스펙트럼이 포함되어 있으며, 펄싱 위반 쌍용도가 포함된다.
• 이론적 기대치와의 비교를 통해 알려진 상호작용 정점과 붕괴 너비를 검증함으로써 모델 파일을 검증한다.
• 표준화된 모델 파일 형식을 통해 다른 도구로의 번역을 지원함으로써 상호운용성을 향상시킨다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 왼쪽-오른쪽 대칭 모델을 계산 고에너지 물리 프레임워크 내에서 체계적으로 구현할 수 있는가?
• RQ2 FeynRules/CalcHep 파이프라인을 통해 생성된 행렬 요소의 정확성과 신뢰성은 어느 정도인가?
• RQ3 이 모델 파일은 얼마나 널리 재사용 가능하며, 매드그라프나 셰르파와 같은 다른 몬테카를로 생성기로 얼마나 잘 번역될 수 있는가?
• RQ4 모델의 명시적 왼쪽-오른쪽 대칭성에서 유도되는 주요 상호작용 정점과 쌍용도는 무엇인가?
• RQ5 이 구현은 LHC에서의 새로운 물리 신호 연구를 어떻게 지원하는가?

주요 결과

• 왼쪽-오른쪽 대칭 모델은 게이지 상호작용과 요카다 상호작용에서 완전한 일관성을 유지하면서 FeynRules/CalcHep에 성공적으로 구현되었다.
• 생성된 모델 파일은 이론적 모델에서 유래된 알려진 상호작용 정점과 쌍용도 구조를 정확히 재현한다.
• 이론적 예측과의 비교를 통해 게이지 보손과 힉스 쌍용도의 검증을 통해 구현의 정확성이 입증되었다.
• 모델 파일은 매드그라프 및 셰르파와 같은 다른 도구로 성공적으로 번역되어 상호운용성이 확인되었다.
• 이 프레임워크는 왼쪽-오른쪽 대칭 모델 내에서 새로운 물리 과정의 단면적과 붕괴율을 자동으로 계산할 수 있도록 한다.
• 이 구현은 LHC에서의 왼쪽-오른쪽 대칭 모델 서명에 대한 현상학적 연구를 위한 신뢰할 수 있는 기초를 제공한다.