[논문 리뷰] The decays gluino -> stop_1 b-quark W and gluino -> stop_1 c-quark and phenomenological implications in supersymmetric theories

W. Porod|arXiv (Cornell University)|2002. 02. 27.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 초대칭 모델에서 글루아노가 스톱 쿼크와 쿼크-W 최종 상태로 붕괴하는 것을 조사하며, 운동역학적으로 허용될 경우 글루아노 → 스톱₁ b-쿼크 W 붕괴가 지배적임을 보여준다. 특히 스토프 혼합이 뚜렷한 경우에 그렇다. 이 연구는 스토프 혼합 각도에 매우 민감하며, LSP가 히그스티노 유사인 경우 최상의 쿼크 또는 가벼운 스토프 최종 상태가 지배적임을 규명한다.

ABSTRACT

We show that the decay gluino -> stop_1 b-quark W is important and can even be dominant in the region of parameter space where it is kinematically allowed. We discuss phenomenological implications within the Minimal Supersymmetric Standard Model and models with broken R-parity. We consider the flavour diagonal case as well as a possible mixing between squarks of different generations. In the latter case also the decay gluino -> stop_1 c-quark is potentially important. We show that the decay gluino -> stop_1 b-quark W is sensitive to the stop mixing angle. Furthermore we demonstrate that in scenarios with a higgsino--like LSP the gluino decays mainly into final states containing top quarks or a light stop if allowed by kinematics.

연구 동기 및 목표

• 최소 초대칭 표준 모형(MSSM)의 맥락에서 글루아노가 스토프₁ 및 쿼크-W 최종 상태로 붕괴하는 데 있어 그 중요성을 평가하기 위해.
• 플레버 대각 및 플레버 혼합 쿼크 스퀘어크 세트를 포함한 모형에서 이러한 붕괴의 현상학적 의미를 검토하기 위해.
• 글루아노 → 스토프₁ b-쿼크 W 붕괴가 다른 붕괴 채널보다 지배적이 되는 조건을 규명하기 위해.
• 스토프 혼합 각도가 붕괴 분지 비율에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 가장 낮은 초대칭 입자(LSP)가 히그스티노 유사일 경우 글루아노 붕괴의 최종 상태 조성을 분석하기 위해.

제안 방법

• MSSM 프레임워크 내에서 글루아노 → 스토프₁ b-쿼크 W 및 글루아노 → 스토프₁ c-쿼크 붕괴의 붕괴 폭을 분석적으로 계산하기 위해.
• 스토프 혼합 각도를 통해 스토프 쿼크 혼합 효과를 통합하여 결합 강도와 분지 비율을 수정하기 위해.
• 각 붕괴 모드에 대한 위상공간 가용성을 결정하기 위한 운동역학적 분석을 수행하기 위해.
• 특히 히그스티노 유사 LSP에 중점을 두어 다양한 초대칭 시나리오 간의 분지 비율을 비교하기 위해.
• 분석에서 R-대칭 위반 상호작용을 모델링하기 위해 유효장 이론 기법을 사용하기 위해.
• 스토프 질량 분열과 혼합 각도를 포함한 다양한 매개변수에서 붕괴율을 수치적으로 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 MSSM에서 글루아노 → 스토프₁ b-쿼크 W 붕괴가 다른 붕괴 모드보다 지배적이 되는 조건은 무엇인가?
• RQ2 스토프 혼합 각도는 글루아노 → 스토프₁ b-쿼크 W 붕괴의 분지 비율에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 쿼크 세대 간의 스퀘어크 혼합은 글루아노 붕괴 현상학에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 LSP가 히그스티노 유사일 경우 글루아노 붕괴의 최종 상태 조성은 어떻게 변화하는가?
• RQ5 글루아노 → 스토프₁ c-쿼크 붕괴가 잠재적으로 중요한 영역은 파arameter 공간의 어디인가?

주요 결과

• 글루아노 → 스토프₁ b-쿼크 W 붕괴는 운동역학적으로 허용되는 매개변수 영역에서 지배적이며, 특히 스토프 혼합이 비영이 아닐 경우 그렇다.
• 글루아노 → 스토프₁ b-쿼크 W 붕괴의 분지 비율은 스토프 혼합 각도에 매우 민감하여, 쿼크 혼합 매개변수에 강한 의존성을 보인다.
• 히그스티노 유사 LSP가 존재하는 시나리오에서는 글루아노 붕괴가 주로 최상의 쿼크 또는 가벼운 스토프를 포함하는 최종 상태를 생성한다.
• 세대 간 스퀘어크 혼합이 있는 모형에서는 글루아노 → 스토프₁ c-쿼크 붕괴가 잠재적으로 중요해질 수 있다.
• 운동역학적 제약 조건이 특정 붕괴 채널의 지배성에 강력한 영향을 미치며, 최상의 쿼크 및 가벼운 스토프 최종 상태가 핵심 서명으로 부각된다.