[논문 리뷰] Soft SUSY Breaking, Stop-Scharm Mixing and Higgs Signatures

J. Lorenzo Díaz-Cruz, H. He외 1명|arXiv (Cornell University)|2001. 03. 15.

Distributed and Parallel Computing Systems인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 MSSM의 소프트 슈퍼대칭 위반에서 최소한의 맛보존(FCNC) 프레임워크를 제안하며, 정밀도, 안정성, 전하-색깔 붕괴 제약 조건 하에서 토프-크롬 스쿼크 간 O(1) 혼합이 가능함을 보여준다. 이러한 혼합은 μ-문제를 해결하는 수평 U(1)_H 대칭을 통해 자연스럽게 실현되며, 이는 루프 유도 Higgs 보존에 제3세대 쿼크로의 상호작용을 유도하여 질량 삽입 근사법에 의존하지 않고 테바트론과 LHC에서 새로운 Higgs 서명을 초래한다.

ABSTRACT

The three-family squark mass-matrix from MSSM soft breaking contains a rich flavor-mixing structure. We formulate the {\\it minimal} FCNC schemes for the squark mass-terms and scalar trilinear interactions consistent with existing precision data and charge-color breaking plus stability bounds, and find O(1) mixings among top- and charm-squarks are allowed. We demonstrate that this feature can be naturally realized in a class of new models with horizontal U(1)_H symmetry which also solves the SUSY \\mu-problem. Then, we analyze SUSY radiative corrections to H^+-b-c and h^0-t-c vertices without using mass-insertion approximation and show that the loop-induced flavor-mixing couplings can be significant to provide new discovery Higgs signatures at Tevatron and LHC.

연구 동기 및 목표

• 정밀도, 안정성, 전하-색깔 붕괴 경계 조건을 만족하는 MSSM 스쿼크 질량 행렬에서 최소한의 맛보존 소프트 붕괴 항목을 식별하기 위해.
• O(1) 혼합이 실험 제약 조건과 자연성과 일치하는지 탐색하기 위해.
• 동시에 μ-문제를 해결하고 상당한 스쿼크 혼합을 허용하는 수평 U(1)_H 대칭을 가진 모델의 클래스를 구성하기 위해.
• 질량 삽입 근사법을 초월한 H^+-b-c 및 h^0-t-c 정점에 대한 반사 보정을 분석하기 위해.
• 루프 유도 맛혼합 상호작용에서 기인하는 테바트론과 LHC에서의 새로운, 잠재적으로 발견 가능한 Higgs 붕괴 서명을 식별하기 위해.

제안 방법

• 정밀도 데이터와 안정성 조건을 만족하는 최소한의 FCNC 가정 하에서 가장 일반적인 스쿼크 질량 행렬과 삼중 스칼라 상호작용을 수립하기 위해.
• 전하-색깔 붕괴 진공 안정성과 맛변화 중성미소의 실험적 제약 조건에서 유도된 제약 조건을 적용하기 위해.
• 필요한 스쿼크 혼합 항목을 동적으로 생성하고 동시에 μ-문제를 해결하기 위해 수평 U(1)_H 대칭을 도입하기 위해.
• 질량 삽입 근사법을 피하기 위해 전체 보편자 기법을 사용하여 H^+-b-c 및 h^0-t-c 정점의 1-루프 보정을 계산하기 위해.
• Higgs 붕괴의 분포율과 신호 강도를 평가하여 테바트론과 LHC에서의 탐지 가능성 평가를 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 O(1) 혼합이 맛변화 과정과 진공 안정성에 대한 현재의 실험 제약 조건과 일치할 수 있는가?
• RQ2 수평 U(1)_H 대칭이 MSSM에서 큰 스쿼크 혼합을 자연스럽게 생성하면서 동시에 μ-문제를 해결할 수 있는가?
• RQ3 질량 삽입 근사법 없이 전체 루프 운동량 의존성을 유지할 경우 H^+-b-c 및 h^0-t-c 정점에 대한 반사 보정은 어떻게 되는가?
• RQ4 이러한 루프 유도 상호작용이 테바트론과 LHC에서 관측 가능한 Higgs 붕괴 서명을 유도할 수 있는가?
• RQ5 이러한 맛혼합 상호작용의 현상학적 함의는 토퍼-바텀 쿼크 최종 상태에서 Higgs 보존 탐색에 대해 무엇을 의미하는가?

주요 결과

• O(1) 혼합은 모든 현재의 실험적 및 이론적 제약 조건을 만족하는 최소한의 FCNC 프레임워크 내에서 허용된다.
• 수평 U(1)_H 대칭은 큰 스쿼크 혼합을 자연스럽게 생성하는 동적 메커니즘을 제공하며 同시에 μ-문제를 해결한다.
• 질량 삽입 근사법 없이 계산된 H^+-b-c 및 h^0-t-c 정점에 대한 반사 보정은 뚜렷한 맛의 구조를 나타내며 상당히 중요하다.
• 이러한 루프 유도 상호작용은 토퍼-크롬 쿼크 최종 상태로의 Higgs 붕괴 분포율을 증가시켜 새로운 발견 채널을 제공한다.
• 결과적으로 얻어진 Higgs 서명은 테바트론과 LHC에서 관측 가능할 수 있으며, 특히 토퍼와 바텀 쿼크를 포함한 최종 상태에서 더욱 그렇다.
• 이 모델은 맛특성 최종 상태를 통해 표준모형과 구별될 수 있는 새로운 Higgs 붕괴 모드를 예측하며, 발견 가능성 향상에 기여한다.