[논문 리뷰] Precise predictions for BR$(B_{s,d}^0 o \ell \bar \ell)$ in models beyond the MSSM with { t SARAH} and { t SPheno}

Herbert K. Dreiner, Kilian Nickel외 2명|arXiv (Cornell University)|2012. 12. 20.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 SARAH 및 SPheno 도구를 사용하여 초과표준모형 및 초과표준모형 외부 모형에서 $B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$ 붕괴의 정밀한 1-loop 계산을 위한 일반적인 프레임워크를 제시한다. 이는 다양한 모형에서의 플라버 변화 중성미류 상호작용의 자동 수치 평가를 위한 포트란 코드 생성을 통해, MSSM을 초월한 희귀 B-메손 붕괴의 현상학적 연구를 크게 간소화한다.

ABSTRACT

We present the possibility of calculating the quark flavor changing neutral current decays $B_{s}^0 o \ell \bar \ell$ and $B_{d}^0 o \ell \bar \ell$ for a large variety of supersymmetric models. For this purpose, the complete one-loop calculation has been implemented in a generic form in the Mathematica package SARAH. This information is used by SARAH to generate Fortran source code for SPheno for a numerical evaluation of these processes in a given model. We comment also on the possibility to use this setup for non-supersymmetric models.

연구 동기 및 목표

• MSSM을 초월한 다양한 초과표준모형에서 희귀 $B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$ 붕괴에 대한 정밀한 이론적 예측을 가능하게 하기 위해.
• 희귀 붕괴에서 플라버 변화 중성미류 상호작용는 새로운 물리 기여에 매우 민감하므로, 이를 해결하기 위해.
• 계산 도구를 활용하여 모형 독립적인 이 붕괴의 계산을 지원하는 일반적이고 자동화된 프레임워크를 개발하기 위해.
• 초과표현 모형을 넘어서 비초과표현 모형까지의 적용 가능성을 확장하기 위해.
• 새로운 물리 시나리오에서의 희귀 붕괴 분지비에 대한 체계적이고 효율적인 수치 결과 생성 방법을 제공하기 위해.

제안 방법

• Mathematica 내의 SARAH 패키지에서 $B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$ 붕괴의 완전한 1-loop 계산을 구현하기 위해.
• SARAH를 사용하여 SPheno용 포트란 소스 코드를 자동 생성함으로써, 임의의 주어진 모형에서 붕괴 진폭의 수치 평가를 가능하게 하기 위해.
• 플라버 변화 과정에 관련된 복잡한 입자 구성과 상호작용를 다룰 수 있도록 SARAH의 모형 구축 기능을 활용하기 위해.
• 진폭 계산의 일반적 구현을 통해 초과표현 모형과 비초과표현 모형 모두와의 호환성을 확보하기 위해.
• 고정밀도로 루프 보정을 포함한 분지비를 계산하기 위해 자동화된 파이프라인을 활용하기 위해.
• SPheno 프레임워크 내에서 모형 매개변수의 일관된 통합과 양자역학적 군 수축 기법을 통해 프레임워크를 검증하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 하면 초과표현 모형의 광범위한 클래스에서 $B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$ 붕괴에 대해 정밀한 1-loop 예측을 달성할 수 있는가?
• RQ2 SARAH-SPheno 프레임워크는 비초과표현 모형으로의 일반화가 어느 정도 가능할 수 있는가?
• RQ3 자동 코드 생성은 플라버 변화 중성미류 상호작용 과정의 계산을 어떻게 단순화하는가?
• RQ4 이 프레임워크는 희귀 붕괴 분지비의 수치적 정확성과 일관성을 어떻게 확보하는가?
• RQ5 이 방법은 MSSM을 초월한 복잡한 플라버 구조를 가진 모형에 적용될 수 있는가?

주요 결과

• 이 프레임워크는 SARAH 및 SPheno를 이용하여 1-loop 수준에서 $B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$ 붕괴의 자동화되고 모형 독립적인 계산을 가능하게 한다.
• 이 구현은 확장된 힉스 섹터나 R-포탄 위반을 포함한 MSSM을 초월한 다양한 초과표현 모형을 지원한다.
• 이 방법은 비초과표현 모형으로도 확장 가능하여 다양한 BSM 시나리오에 대한 적용 가능성을 넓힌다.
• SARAH에서 생성된 포트란 코드는 임의의 주어진 모형에서 분지비의 고정밀 수치 평가를 보장한다.
• 이 프레임워크는 희귀 B-메손 붕괴를 체계적이고 재현 가능하게 연구할 수 있는 방법을 제공하며, 플라버 민감도 관측량에서 새로운 물리의 검증에 핵심적이다.
• 자동화는 수동 오류를 줄이고 플라버 변화 중성미류 상호작용의 현상학적 분석을 가속화한다.