[논문 리뷰] Lightest Higgs Boson Mass in Supersymmetric See-saw Model

Junjie Cao, Jin Min Yang|arXiv (Cornell University)|2004. 12. 21.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드가 무거운 마요라나 질량을 지닌 초대칭 시-소 모델을 조사한다. 이 모델은 작은 중성미온 질량을 설명한다. 1-loop 계산 결과, 스누트리노와 중성미온 루프가 토프-스탑 기여를 상쇄하여 가장 가벼운 힉스 보손 질량을 감소시키며, 오른쪽 수체 중성미온의 소프트 질량이 작을 경우 이 모델이 배제될 수 있다.

ABSTRACT

The supersymmetric see-saw model is an elegant extension of the minimal supersymmetric standard model by introducing right-handed neutrino superfields with heavy Majorana masses to naturally explain the tiny masses of light neutrinos. Since the neutrino Yukaka couplings can be as large as the top-quark Yukawa couplings in this model, the neutrino/sneutrino may cause sizable effects in Higgs boson self-energy loops. Our explicit one-loop calculations show that the neutrino/sneutrino effects have an opposite sign to top/stop effects and thus lighten the lightest Higgs boson. Depending on the soft-breaking mass of the right-handed neutrino, whose origin and magnitude are unknown so far, such effects may be sizable enough to endanger or even exclude the supersymmetric see-saw model.

연구 동기 및 목표

• 초대칭 시-소 모델에서 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드가 힉스 보손 질량에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 톱 쿼크의 것과 유사한 크기의 큰 중성미온 요카다 상수들이 힉스 섹터에 상당한 양자역학적 보정을 유도하는지 평가하기 위해.
• 결과적으로 유도된 힉스 질량 감소가 알려지지 않은 소프트-breaking 매개변수에 따라 모델을 배제할 수 있는지 결정하기 위해.
• 초대칭 시-소 모델이 실험적 힉스 질량 제약 조건과 일관된지 평가하기 위해.

제안 방법

• 초대칭 시-소 모델에서 힉스 보손의 자기에너지 보정을 계산하기 위해 1-loop 양자장론 계산을 사용하기 위해.
• 루프 다이어그램에 캐리얼 중성미온과 그 스칼라 수퍼패트너(스누트리노)의 기여를 포함하기 위해.
• 중성미온/스누트리노 기여의 부호와 크기를 주로 토프 쿼크/스탑 기여와 비교하기 위해.
• 기본적으로 최소 초대칭 표준모형(MSSM) 프레임워크를 사용하고 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드와 무거운 마요라나 질량을 추가하기 위해.
• 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드의 소프트-breaking 질량에 따른 힉스 질량 이동의 의존성을 분석하기 위해.
• 모든 관련 루프 기여를 합산하여 가장 가벼운 힉스 보손 질량에 대한 총 영향을 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초대칭 시-소 모델에서 중성미온과 스누트리노 루프는 가장 가벼운 힉스 보손 질량에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드에서 유도된 힉스 질량의 양자역학적 보정은 토프/스탑 기여와 비교해 부호와 크기가 어떻게 되는가?
• RQ3 중성미온/스누트리노 루프로 인한 힉스 질량 감소가 초대칭 시-소 모델을 배제할 수 있는가?
• RQ4 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드의 알려지지 않은 소프트-breaking 질량에 따라 힉스 질량 예측은 얼마나 민감한가?
• RQ5 어떤 조건에서 실험적 힉스 질량 제약 조건에 의해 이 모델이 배제될 수 있는가?

주요 결과

• 중성미온과 스누트리노 루프는 힉스 보손 질량에 음의 보정을 유도하며, 이는 토프 쿼브와 스토프 기여와 반대 부호이다.
• 중성미온 요카다 상수가 크면(톱 쿼크 요카다 상수에 가까워지면) 이 음의 보정의 크기가 상당히 클 수 있다.
• 이 보정은 오른쪽 수체 중성미온 수퍼필드의 소프트-breaking 질량에 의해 결정되며, 이 값은 아직 알려져 있지 않다.
• 소프트 질량이 작을 경우 음의 보정이 가장 가벼운 힉스 질량을 실험적으로 관측된 값 이하로 낮출 수 있으며, 이는 모델을 배제할 수 있다.
• 따라서 이 모델의 타당성은 오른쪽 수체 중성미온의 소프트-breaking 질량 스케일에 매우 민감하다.
• 결과적으로 이 모델은 오른쪽 수체 중성미온의 소프트 질량이 충분히 크지 않다면 힉스 질량 측정 결과에 의해 강한 제약을 받을 수 있다.