[논문 리뷰] R-parity violating decays of the Top-Quark and the Top-Squark at the Tevatron

F. de Campos, M. A. Díaz외 6명|ArXiv.org|1999. 03. 03.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 이차형 R-포탄破괴 항을 가진 MSSM에서 토퍼-쿼크와 토퍼-스키워크의 R-포탄破괴 붕괴를 조사하며, 토퍼-스키워크를 제3세대 렙토쿼크로 간주한다. 테바트론 데이터를 사용하여, 특히 타우-중성자 질량이 1 eV 이하일 경우 초월한 SUSY 매개변수 공간에 대한 제약을 설정하고, 렙토쿼크 탐색 기반으로 배제도를 유도하여 타당한 모델을 크게 좁힘.

ABSTRACT

We study unconventional decays of the top-quark and the top-squark in the framework of SUSY models with broken R-parity. The model under study is the MSSM with an additional bilinear term that breaks R-parity. In this model the top-squark behaves similar to a third generation leptoquark. We demonstrate that existing Tevatron data on the top give rise to restrictions on the SUSY parameter space. In particular, we focus on scenarios where the tau-neutrino mass is smaller than 1 eV. We give an exclusion plot derived from the leptoquark searches at Tevatron.

연구 동기 및 목표

• 이차형 R-포탄破괴 항을 가진 R-포탄破괴 SUSY 모델에서의 비표준적 붕괴를 분석하기 위해.
• 기존의 테바트론 데이터를 활용하여 이러한 붕괴의 가능성 여부를 평가하기 위해.
• 특히 작은 타우-중성자 질량(<1 eV)에 대해 SUSY 매개변수 공간을 제약하기 위해.
• 테바트론에서의 렙토쿼크 탐색에 기반한 배제도를 유도하기 위해.

제안 방법

• 연구는 이차형 R-포탄破壞 항을 포함한 최소한의 초대칭 표준모형(MSSM)을 사용한다.
• R-포탄破壞 모델에서의 결합 구조 때문에 토퍼-스키워크는 제3세대 렙토쿼크로 간주된다.
• 기존의 테바트론 데이터를 활용하여 토퍼-쿼크 붕괴에 대한 현상학적 분석을 수행한다.
• 이론적 예측인 붕괴 분포비율과 생성 단면적을 렙토쿼크 탐색에서의 실험적 한계와 비교한다.
• 현재 데이터에 의해 배제되는 영역을 식별하기 위해 매개변수 공간 스캔을 수행하며, 특히 낮은 타우-중성자 질량 시나리오에 집중한다.
• 테바트론 실험의 렙토쿼크 유사 신호에 대한 민감도에 기반하여 배제도를 생성한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이차형 항을 가진 R-포탄破壞 MSSM에서 토퍼-쿼크와 토퍼-스키워크의 주요 붕괴 모드는 무엇인가?
• RQ2 테바트론 데이터는 제3세대 렙토쿼크 유사 토퍼-스키워크를 가진 R-포탄破壞 SUSY 모델의 매개변수 공간을 어떻게 제약하는가?
• RQ3 기존의 렙토쿼크 탐색 결과에서 토퍼-스키워크 결합 강도와 타우-중성자 질량에 대해 어떤 제약를 설정할 수 있는가?
• RQ4 1 eV 이하의 타우-중성자 질량을 가정할 경우 배제 한계에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 테바트론은 R-포탄破壞 토퍼-스키워크 붕괴에 대해 상당한 영역의 SUSY 매개변수 공간을 배제할 수 있는가?

주요 결과

• 테바트론 데이터는 특히 낮은 타우-중성자 질량에 대해 R-포탄破壞 토퍼-스키워크 붕괴의 상당한 매개변수 공간 영역을 배제한다.
• 토퍼-스키워크는 제3세대 렙토쿼크로 행동하여 t~ → tν̄τ 및 t~ → bτ⁺ 등의 붕괴 모드를 가능하게 하며, 이는 실험적 한계에 의해 제약받는다.
• 테바트론 렙토쿼크 탐색의 민감도에 기반한 배제도가 유도되었으며, 이는 토퍼-스키워크 결합과 질량에 대해 강력한 제약을 제공한다.
• 타우-중성자 질량이 1 eV 이하일 경우, 토퍼-쿼크 붕괴 채널에서 관측된 신호가 없음으로써 모델 매개변수가 상당히 제약받는다.
• 연구는 테바트론이 작은 R-포탄破壞 결합을 가진 경우에도 R-포탄破壞 토퍼-스키워크 붕괴에 민감하다는 것을 보여준다.
• 결과는 향후 LHC에서 유사한 R-포탄破壞 SUSY 모델을 위한 기준이 된다.