[논문 리뷰] Phases and CP Violation in SUSY

Tarek Ibrahim, Pran Nath|ArXiv.org|2002. 10. 17.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 17인용 수 24

한 줄 요약

이 논문은 초대칭 이론에서의 CP 위반을 기반으로 한 물리의 근본 원리, 즉 끈의 단순화 및 자발적 SUSY 위반을 탐구한다. 비일관된 소프트-브레이킹 매개변수는 전기 dipole 모멘트(EDM) 척도를 위반하여 뮤온 EDM을 1–2개 항목 증가시키며, 이는 향후 세대 실험들, 예를 들어 제안된 BNL 측정과 같은 실험에서 검출 가능하게 한다.

ABSTRACT

We discuss CP violation in supersymmetric theories and show that CP phenomena can act as a probe of their origins, i.e., compactification and spontaneous supersymmetry breaking. CP violation as a probe of the flavor structure of supersymmetric theories is also discussed. A brief overview is given of several low energy phenomena where CP phases can produce new effects. These include important CP effects in processes involving sparticles and CP mixing effects in the neutral Higgs boson system. We also discuss the possibility of violations of scaling in the electric dipole moments (EDMs) due to the presence of nonuniversalities and show that with inclusion of nonuniversalities the muon EDM could be up to 1-2 orders of magnitude larger than implied by scaling and within reach of the next generation of experiments. Thus the EDMs are an important probe of the flavor structure of supersymmetric theories.

연구 동기 및 목표

• 초대칭 이론 내의 CP 위반이 풍미 구조와 SUSY 위반의 기원을 드러내는 방식을 탐색하기 위해.
• CP 위상이 저에너지 현상, 즉 스피article 질량, 힉스 혼합 및 풍미 변화 과정에 끼치는 영향을 분석하기 위해.
• 비일관된 소프트-브레이킹 매개변수의 EDM 척도 위반 및 뮤온 EDM 증폭에서의 역할을 조사하기 위해.
• 향후 실험, 예를 들어 BNL 뮤온 EDM 탐색과 같은 CP 위반 위상에 대한 민감도를 평가하기 위해.

제안 방법

• CP-홀드 위상이 소프트-브레이킹 항목에 포함된 경우, 특히 삼중항 A-항과 게이지노 질량을 고려하여 MSSM 내의 CP 위반을 분석한다.
• 유니타리 삼각형 제약 조건과 CKM 행렬 관계를 적용하여 CP 위반과 쿼크 혼합, B-메손 붕괴 간의 연결을 수립한다.
• 복소 위상이 포함된 초입자, 중성미온, 스퍼미온의 순환 기여를 통해 전기 dipole 모멘트(EDM)를 평가한다.
• 비일관된 스퍼미온 질량을 삼중항 소프트 상호작용으로부터 고려하여 EDM 척도를 깨뜨리며, 더 큰 뮤온 EDM을 가능하게 한다.
• SUSY 내의 반사수정 보정과 비재규화 정리의 응용을 통해 강한 CP 매개변수 θ̄ 가 작게 유지되도록 보호한다.
• 좌우 대칭 모델 및 Peccei-Quinn 메커니즘과 같은 이론적 프레임워크를 적용하여 강한 CP 위반을 억제한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 소프트-SUSY 브레이킹 항목 내의 CP 위반 위상은 스피article 질량과 힉스 혼합과 같은 저에너지 관측량에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 b→sγ 및 Bs,d→μ+μ−와 같은 과정들을 통해 MSSM 내의 CP 위반은 어느 정도 탐지 가능할 수 있는가?
• RQ3 비일관된 스퍼미온 질량은 표준 EDM 척도 관계 dμ/dₑ ≈ mμ/me 위반을 초래할 수 있는가?
• RQ4 비일관된 소프트 매개변수를 가진 모델에서 뮤온 EDM의 크기는 얼마이며, 향후 실험에서 검출 가능한가?
• RQ5 MSSM 내의 CP 위상은 끈 단순화 및 자발적 SUSY 위반에서 기인하는 CP 위반의 기원과 어떻게 관련되는가?

주요 결과

• 비일관된 소프트-브레이킹 매개변수는 표준 척도 관계를 초월해 뮤온 EDM을 1–2개 항목 증폭시킬 수 있으며, 이는 BNL 실험에서 감도 약 10−24 ecm 수준에서 검출 가능하게 한다.
• 뮤온 비정상 자석 모멘트 aμSUSY 는 CP 위상에 매우 민감하며, aμSUSY ≥ 10−10 일 경우 제약 조건이 상당히 강화된다.
• CP 위상 존재 시, 중성미온-스모우온 상호작용 기여가 카이아르-스누트리오 상호작용 기여를 초월할 수 있으며, 일반적인 계층 구조를 깨뜨린다.
• 전자 EDM 상한선(de < 4.3×10−27 ecm)은 약 10−25 ecm 수준의 스케일링된 뮤온 EDM을 암시하며, 이는 척도 위반이 발생하지 않는 한 BNL 감도 이하에 머무른다.
• 복소 삼중항 상호작용에서 기인하는 스퍼미온 비일관성 모델은 뮤온 EDM을 10−24 ecm 이상으로 생성할 수 있으며, 이는 향후 세대 실험의 감도 범위 내에 들어온다.
• 저에너지 SUSY 현상 내의 CP 위반, 예를 들어 힉스 혼합 및 풍미 변화 과정은 자발적 SUSY 위반의 본질을 드러내는 창을 제공한다.