[논문 리뷰] Phenomenological study of the interactions violating the R-parity symmetry in the supersymmetric theories

G. Moreau|arXiv (Cornell University)|2000. 12. 13.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 9

한 줄 요약

이 현상학적 연구는 향후 렙톤 및 하드론 충돌기에서 초대칭 이론 내 R-대칭 위반 상호작용을 조사하며, 단일 초대칭 파art의 생성에 초점을 맞춘다. 이 연구는 이러한 과정이 R-대칭 위반 쌍대상수의 한계에 대해 한 개에서 두 개의 주기수만큼 정밀도 향상과 질량 측정의 정밀도 향상을 가능하게 하며, 특히 톰-차임 쿼크 쌍 생성에서 복소 위상의 직접적 탐색을 가능하게 하여 초대칭 부문에서의 CP 위반 관측로를 제시한다.

ABSTRACT

The supersymmetric extension of the Standard Model can contain interactions violating the so-called R-parity symmetry. Such couplings would lead to the lepton and/or baryon number violation and modify deeply the phenomenology of supersymmetry at future particle colliders. We have worked out tests of the R-parity violating interactions. First, we have studied clear signals of the single production of supersymmetric partners of the Standard Model particles, which involves the R-parity violating interactions, in the context of physics at next leptonic and hadronic colliders. The results show that strong sensitivities could be obtained on the soft supersymmetry breaking parameters and indicate the possibility of an improvement of one to two order of magnitude concerning the present indirect limits on the values of several R-parity violating coupling constants. Besides, it has been verified that the single superpartner production analysis offers the opportunity to reconstruct in a model independent way some superpartner masses with an high accuracy. Secondly, we have studied CP symmetry violation effects, due to the complex phases of R-parity violating coupling constants, in the pair production of either fermions or sfermions of different flavors at future leptonic colliders. We have seen notably that the single top quark production allows to test the CP violation in the hadronic sector. The main conclusion of these works is that complex phases of certain R-parity violating coupling constants could be observed, and in particular within a scenario where those couplings would exhibit a strong hierarchy in flavor space.

연구 동기 및 목표

• 미래의 렙톤 및 하드론 충돌기에서 초대칭 이론 내 R-대칭 위반 상호작용의 현상학적 서명을 조사하기 위해.
• R-대칭 위반 쌍대상수를 통한 단일 초대칭 파art 생성의 탐지 가능성을 평가하기 위해.
• 기존 간접 한계보다 향상된 감도로 미래 충돌기의 R-대칭 위반 쌍대상수 상수에 대한 감도를 탐색하기 위해.
• fermion 및 sfermion 쌍 생성에서의 CP 위반 비대칭성을 통해 R-대칭 위반 쌍대상수의 복소 위상을 측정할 가능성 조사하기 위해.
• 기본 이론 모델에 대한 가정 없이 단일 생성 사건을 통해 초대칭 파art 질량을 독립적으로 재구성하는 것을 입증하기 위해.

제안 방법

• e+e− 및 하드론 충돌 환경에서 R-대칭 위반 쌍대상수를 통한 단일 초대칭 파art 생성의 단면적을 분석적이고 수치적으로 계산하기 위해.
• R-대칭 위반 상호작용을 모델링하기 위해 유효장 이론 기법을 사용하며, 주로 λ′ijk 쌍대상수와 그 현상학적 함의에 집중하기 위해.
• 단일 생성 사건에서 초대칭 파art 질량을 고정밀도로 추출하기 위해 운동학적 재구성 기법을 구현하기 위해.
• R-대칭 위반 쌍대상수에 의해 유도된 맛 변화 중성자류(Currents, FCNCs) 및 CP 위반 비대칭성 계산하기 위해.
• 유효 라그랑지안 프레임워크의 이론적 일관성을 확보하기 위해 단위성 및 양자화군 방법 적용하기 위해.
• 충돌기 서명을 모델링하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션 및 이벤트 재구성 알고리즘 사용하기 위해, 삼중 렙톤 및 이중 렙톤 최종 상태 포함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 미래의 e+e− 및 하드론 충돌기에서 R-대칭 위반 쌍대상수를 통한 단일 초대칭 파art 생성이 관측될 수 있는가?
• RQ2 기본 이론 모델에 대한 가정 없이 단일 생성 사건을 통해 초대칭 파art 질량을 얼마나 정밀하게 재구성할 수 있는가?
• RQ3 미래 충돌기의 R-대칭 위반 쌍대상수 상수에 대한 감도는 현재 간접 한계 대비 어느 정도인가?
• RQ4 fermion 및 sfermion 쌍 생성에서의 CP 위반 비대칭성은 R-대칭 위반 쌍대상수의 복소 위상을 드러내는가?
• RQ5 R-대칭 위반 쌍대상수는 톰-차임 쿼크 쌍 생성에 어떤 영향을 미치며, 이 채널은 하드론 부문에서의 CP 위반을 탐지할 수 있는가?

주요 결과

• R-대칭 위반 쌍대상수를 통한 단일 초대칭 파art 생성은 향후 렙톤 및 하드론 충돌기에서 이러한 상호작용을 탐지하기 위한 직접적이고 청소된 서명을 제공한다.
• 연구는 현재 간접 한계 대비 R-대칭 위반 쌍대상수에 대한 충돌기 감도가 한 개에서 두 개의 주기수만큼 향상될 수 있음을 입증한다.
• 기본 이론 모델에 대한 가정 없이 단일 생성 사건을 통해 초대칭 파art 질량을 고정밀도로 재구성할 수 있다.
• fermion 및 sfermion 쌍 생성에서의 CP 위반 비대칭성은 R-대칭 위반 쌍대상수의 복소 위상을 직접 탐지할 수 있는 수 Mittel이다.
• 톰-차임 쿼크 쌍 최종 상태는 특히 맛 계층이 큰 경우 R-대칭 위반 부문에서의 CP 위반에 특히 민감하다.
• 분석은 R-대칭 위반 쌍대상수의 큰 맛 구조가 관측 가능한 CP 비대칭성을 유도할 수 있으며, 이는 초합성 퍼텐셜 내의 복소 위상에 대한 직접적인 실험적 접근 가능성을 보장한다.