[论文解读] Chargino Contributions to Epsilon and Epsilon-Prime

Shaaban Khalil, Oleg Lebedev|arXiv (Cornell University)|Jun 2, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 27被引用 14

一句话总结

本文通过质量插入近似研究了带电sparticle对kaon混合及CP破坏的贡献，表明在特定的SUSY参数空间区域内，带电sparticle–上夸克squark圈图可完全解释观测到的ε和ε′值。文章推导了味破坏质量插入项的约束，并表明结合带电sparticle与胶子sparticle的贡献可显著扩大完全超对称CP破坏的可行参数空间。

ABSTRACT

We analyze the chargino contributions to the K-\bar K mixing and epsilon-prime in the mass insertion approximation and derive the corresponding bounds on the mass insertion parameters. We find that the chargino contributions can significantly enlarge the regions of the parameter space where CP violation can be fully supersymmetric. In principle, the observed values of epsilon and epsilon-prime may be entirely due to the chargino -- up-squark loops.

研究动机与目标

• 分析在质量插入近似下，带电sparticle对K- K̄混合及ε′的贡献，这是一种对SUSY味破坏的模型无关方法。
• 从ε和ε′测量中推导出上squark左-左质量插入参数（δLL^u）的定量约束。
• 评估仅靠带电sparticle圈图是否足以解释kaon衰变中观测到的CP破坏，而不依赖SM或胶子sparticle贡献。
• 探索在完全超对称框架下，带电sparticle与胶子sparticle贡献在同时生成ΔMK和ε′方面的相互作用。

提出的方法

• 使用质量插入近似，通过无量纲参数（δLL^u）ab = （δm²）ab / m² 来参数化SUSY味破坏。
• 通过涉及带电sparticle–上squark–夸克顶点的超盒图，在超CKM基下计算带电sparticle对有效哈密顿量HΔS=2eff的贡献。
• 利用包含带电sparticle质量与CKM矩阵的圈积分，计算威尔逊系数C1(MW)Δχ+，其中圈函数h(x)依赖于质量比。
• 应用跑动重正化群演化与算符乘积展开，将高能标SUSY贡献与低能观测量联系起来。
• 通过与实验值比较，从ε和ε′推导出Im(δLL^u)21的约束，假设CKM相位为零。
• 考虑Z-胶子图贡献在重超伴粒子极限下占主导，导致质量无关的约束。

实验结果

研究问题

• RQ1 带电sparticle–上squark圈图能否单独产生K- K̄系统中观测到的ε和ε′值？
• RQ2 从ε和ε′测量中，上squark左-左质量插入的虚部（Im(δLL^u)21）的约束是什么？
• RQ3 在生成ε和ε′方面，带电sparticle贡献的量级与影响与胶子sparticle贡献相比如何？
• RQ4 在SUSY参数空间的哪些区域中，ε和ε′可被带电sparticle诱导的CP破坏完全解释？
• RQ5 带电sparticle对ε′的贡献是否足够大，足以饱和观测值而不违反ΔMK的约束？

主要发现

• 带电sparticle对威尔逊系数C1(MW)Δχ+的贡献与CKM矩阵元的平方及圈函数h(x)成正比，其中x = mχ+/m˜u²。
• 当M2 = 450 GeV且m = 300 GeV时，带电sparticle诱导的ε′要求Im(δLL^u)21 ≈ 0.12，而该值仅在Re(δLL^u)21 ≈ 9×10⁻⁴时才与ΔMK约束相容。
• 从ε′得到的|Im(δLL^u)21|约束在tanβ为3–40范围内相对不敏感，且在重超伴粒子极限下由于Z-胶子图主导而变为质量无关。
• 在解耦极限下，Z-胶子图贡献保持有限，而光子与胶子胶子图贡献随1/M²趋于零，从而导致稳定的约束。
• 对于相近的质量插入项，带电sparticle对ε′的贡献可能强于胶子sparticle贡献，尤其来自Z-胶子图的圈函数更大。
• 结合带电sparticle与胶子sparticle贡献，可在参数空间中显著扩大的区域内，实现对ε和ε′的完全超对称解释。