[논문 리뷰] Scalar sector of Supersymmetric ${SU}(3)_C\otimes {SU}(3)_L \otimes {U}(1)_N$ Model with right-handed neutrinos

D. T. Huong, M. C. Rodriguez외 1명|ArXiv.org|2005. 08. 03.

Neutrino Physics Research참고 문헌 1인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 오른쪽 수류인성을 포함한 초대칭적 SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)N 모델에서 스칼라 섹터에 대한 상세한 분석을 제시하며, 전체 질량 스펙트럼을 유도하고 L=0과 L=2 스칼라 상태 간의 혼합이 없음을 보여준다. 또한 가장 가벼운 스칼라 질량이 230 GeV 이하로 제한되며, 표준모형 힉스 보손에 대한 LEP 제약 조건과 일치함을 확인한다.

ABSTRACT

We investigate a scalar sector of the supersymmetric $ SU_C(3) \otimes SU_L(3)\otimes U_N(1)$ model with right-handed neutrinos. The mass spectra are derived. We show that only neutral Higgs sector with lepton number L=0 could have a VEV. There is no mixing between scalars having L=0 and bilepton scalars having L=2. There are six Goldstone bosons: two in neutral sector, three in pseudo-scalar sector and one in charged scalar sector. For a given set of input parameters (five from the $F$ terms and two from the soft term) all the scalar sectors in this model contain the upper limit of 230 GeV to the mass of the lightest scalar, which are in agreement with the lower limit of the SM Higgs boson obtained by LEP.

연구 동기 및 목표

• 오른쪽 수류인성을 포함한 초대칭적 SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)N 모델의 완전한 스칼라 섹터를 구성하고 분석하기.
• 중성자, 편향자, 그리고 양성자 스칼라를 포함한 모든 스칼라 상태의 질량 스펙트럼을 유도하기.
• 르프톤 수 L=0과 L=2를 가진 스칼라 간의 혼합 구조를 조사하기, 특히 비르프톤에 초점 맞추기.
• 가장 가벼운 스칼라 상태의 질량 상한을 결정하고 실험적 제약 조건과 비교하기.
• 자발적 게이지 대칭 깨짐과 관련된 골드스토운 보손의 존재 및 수를 확인하기.

제안 방법

• 게이지 군 SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)N과 오른쪽 수류인성을 포함한 수퍼multiplet 구성에 기반한 초대칭 스칼라 포텐셜을 구성하기.
• F-항과 소프트-브레이킹 항을 사용하여 중성자, 편향자, 그리고 양성자 스칼라 섹터의 질량 행렬 유도하기.
• 입력 파rameter 다섯 개(F-항에서 유래)와 소프트-브레이킹 항 두 개를 사용하여 스칼라 질량 행렬을 수치적으로 대각화하기.
• 진공 기대값(Vacuum Expectation Values, VEVs)의 구조를 통해 골드스토운 보손 식별하기, 총 여섯 개(중성자 두 개, 편향자 세 개, 양성자 한 개) 확인.
• 다양한 VEVs(예: w' = 500 GeV에서 1 TeV) 범위에서 물리적 스칼라 질량의 수치적 분석 수행하기, 행렬 대각화를 통해 고유값 추출하기.
• 유도된 스칼라 질량 한계를 기존 표준모형 및 MSSM의 제약 조건과 비교하기, 특히 LEP가 설정한 힉스 보손에 대한 하한 제약 조건과 비교하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 오른쪽 수류인성을 포함한 초대칭 3-3-1 모델에서 스칼라 섹터의 완전한 질량 스펙트럼은 무엇인가?
• RQ2 이 모델에서 르프톤 수 L=0과 L=2를 가진 스칼라 간에 혼합이 존재하는가?
• RQ3 이 모델에서 가장 가벼운 스칼라 상태의 질량 상한은 얼마이며, 실험적 제약 조건과 어떻게 비교되는가?
• RQ4 골드스토운 보손은 총 몇 개인가, 그리고 중성자, 편향자, 양성자 스칼라 섹터에 어떻게 분포되어 있는가?
• RQ5 스칼라 질량은 LEP가 설정한 표준모형 힉스 보손 질량 하한(약 114.4 GeV)과 일치하는가?

주요 결과

• 르프톤 수 L=0인 중성자 스칼라만 진공 기대값(VEVs)을 취할 수 있으며, L=2 비르프톤은 VEV를 취하지 않는다.
• L=0과 L=2 스칼라 간에 혼합이 없음을 확인하여 중성자 섹터와 비르프톤 섹터가 분리됨을 입증한다.
• 이 모델은 총 여섯 개의 골드스토운 보손을 포함한다: 중성자 섹터에 두 개, 편향자 섹터에 세 개, 양성자 섹터에 한 개.
• 모든 섹터에서 가장 가벼운 스칼라 질량은 230 GeV 이하로 제한되며, 다양한 VEVs에서의 수치적 대각화를 통해 도출됨.
• 중성자, 편향자, 양성자 섹터에서 가장 가벼운 스칼라 질량은 입력 파rameter에 따라 약 223.7–224.7 GeV 범위 내에서 수치적으로 확인됨.
• 모든 스칼라 질량 한계는 약 114.4 GeV인 LEP가 설정한 표준모형 힉스 보손 질량 하한과 일치하며, MSSM에서 가장 가벼운 힉스 상태에 대한 제약 조건과도 일치함.