[논문 리뷰] One Loop Soft Supersymmetry Breaking Terms in Superstring Effective Theories

Binetruy, Pierre, Gaillard, Mary K.외 1명|arXiv (Cornell University)|2000. 11. 06.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 117

한 줄 요약

이 논문은 초끈 이론 효과적 양자장 이론에서 소프트 초대칭 위반 항의 체계적 1-loop 분석을 제시하며, 이는 이상성에 기인한 기여를 포함한다. 이는 정규화에 따라 Planck 스케일 물리가 존재할 경우 스칼라 질량이 1-loop에서 0이 아닐 수 있음을 보여주며, 일반적으로 스칼라 질량이 0인 표준 이상성 매개화 시나리오의 일반성에 도전한다. 결과는 모듈리 안정화, 니르바르 매개화, 게이지 임계값 보정 간의 상호작용에 따라 달라지며, 114 GeV 힉스 질량에 대한 명시적인 스펙트럼을 포함한다.

ABSTRACT

We perform a systematic analysis of soft supersymmetry breaking terms at the one loop level in a large class of string effective field theories. This includes the so-called anomaly mediated contributions. We illustrate our results for several classes of orbifold models. In particular, we discuss a class of models where soft supersymmetry breaking terms are determined by quasi model independent anomaly mediated contributions, with possibly non-vanishing scalar masses at the one loop level. We show that the latter contribution depends on the detailed prescription of the regularization process which is assumed to represent the Planck scale physics of the underlying fundamental theory. The usual anomaly mediation case with vanishing scalar masses at one loop is not found to be generic. However gaugino masses and A-terms always vanish at tree level if supersymmetry breaking is moduli dominated with the moduli stabilized at self-dual points, whereas the vanishing of the B-term depends on the origin of the mu-term in the underlying theory. We also discuss the supersymmetric spectrum of O-I and O-II models, as well as a model of gaugino condensation. For reference, explicit spectra corresponding to a Higgs mass of 114 GeV are given. Finally, we address general strategies for distinguishing among these models.

연구 동기 및 목표

• 초끈 이론 효과적 양자장 이론에서 1-loop 소프트 초대칭 위반 항을 체계적으로 계산하기.
• 이상성에 기인한 기여의 역할을 분석하며, 특히 Planck 스케일 물리의 반영을 반영한 정규화 규정에 대한 의존성에 중점을 둔다.
• 1-loop에서 스칼라 질량이 0이 아닌 경우의 현상학적 함의를 탐색하며, 표준 이상성 매개화 시나리오에 도전한다.
• 특정 모델, 즉 O-I, O-II 및 가우지노 응집 모델에 대해 114 GeV 힉스 질량을 가진 명시적인 초대칭 스펙트럼을 제공한다.
• 실험적 차별화를 도와줄 수 있도록 모델 간의 구별되는 특징을 규명한다.

제안 방법

• 소프트 항을 계산하기 위해 캐럴리안 스케일러 필드, 켈러 포텐셜, 초위상 함수, 게이지 운동에너지 함수를 포함한 일반적인 초구조 장 이론 프레임워크를 사용한다.
• 초대칭 정규화 및 폴리-빌라스 방법을 사용하여 1-loop 기여를 유도하며, 초등형 및 카이랄 이상성에 기인한 기여항을 포함한다.
• 형식론은 모듈라 불변성, 그린-샤르스 보정항, κi 및 VGS와 같은 함수를 통한 임계값 보정을 포함한다.
• 특정 모듈라 변환 성질과 자가쌍대 점에서의 모듈리 안정화를 갖는 오르비폭드 모델에 결과를 적용한다.
• 보조 장의 기대값과 모듈라 매개변수를 사용하여 가우지노 질량, A-항, B-항, 스칼라 질량에 대한 명시적 표현을 유도한다.
• nαi(가중치), pi(임계값 보정), γα(모듈라 위상 인자)와 같은 매개변수를 통해 모델 의존성을 정량화한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이상성 매개화 초대칭 위반에서 스칼라 질량이 1-loop에서 0이 아닌가? 그리고 이것이 무엇에 의해 결정되는가?
• RQ2 UV 발산에 대한 정규화 규정이 끈 유도 효과적 양자장 이론에서 1-loop 소프트 항에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 모듈리 지배 초대칭 위반에서 트리 수준에서 가우지노 질량과 A-항이 0이 되는 조건은 무엇인가?
• RQ4 게이지 임계값 보정과 그린-샤르스 항은 오르비폭드 모델에서 소프트 스펙트럼에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 결과 스펙트럼은 실험적으로 어떻게 구별될 수 있는가? 특히 114 GeV 힉스 보손의 경우에 대해.

주요 결과

• 1-loop에서 스칼라 질량은 일반적으로 0이 아니며, 정규화 규정에 따라 달라지며, 표준 이상성 매개화에서 스칼라 질량이 0이라는 가정의 일반성에 도전한다.
• 스칼라 질량이 0이 아닌 경우는 정규화 과정에서 모듈라 불변성이 깨지거나 비트리비얼한 임계값 보정이 포함될 경우 발생하며, 이는 표준 이상성 매개화 시나리오가 일반적이지 않음을 시사한다.
• 초대칭 위반이 모듈리 지배일 경우 트리 수준에서 가우지노 질량과 A-항은 0이 되며, B-항의 0은 µ-항의 기원에 따라 달라진다.
• O-I, O-II 및 가우지노 응집 모델에 대해 114 GeV 힉스 질량을 가진 명시적인 스펙트럼을 계산하였으며, 이는 실험적 콜라이더 물리학에 대한 검증 가능한 예측을 제공한다.
• 특히 pi와 γα와 같은 매개변수를 통한 소프트 항의 모델 의존성은 정밀 측정을 통해 다양한 끈 기반 모델을 구별할 수 있는 명확한 전략을 제공한다.
• 니르바르 매개화, 모듈리 F-항, 임계값 보정 간의 상호작용은 자가쌍대 모듈리 점에서도 A-항과 스칼라 질량에 비트리비얼한 보정을 유도한다.