[논문 리뷰] Constraints on the mSUGRA parameter space from electroweak precision data

G. C. Cho, K. Hagiwara외 2명|ArXiv.org|1999. 01. 19.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 전기약력 정밀도 관측치를 사용하여 mSUGRA 매개변수 공간을 제약한다. 초대칭 입자의 고리 수준 기여에 초점을 맞추며, 전파함수 보정이 지배적임을 발견한다. 특히 낮은 m₀–m₁/₂ 영역에서 상당한 제약이 존재하며, b → sγ 과정은 μ < 0 이며 tanβ 가 큰 경우에 특히 더 강한 제약를 제공한다.

ABSTRACT

We place constraints on the parameter space of the minimal supergravity (SUGRA) inspired supersymmetric (SUSY) extension of the standard model (SM), i.e. the mSUGRA model, by studying the loop-level contributions of supersymmetric particles to electroweak precision observables. In general the Higgs and superpartner particles of SUSY models contribute to electroweak observables through universal propagator corrections as well as process-specific vertex and box diagrams. However, because the mass of the lightest chargino is contrained to be greater than 91 GeV, we find that the process-dependent contributions to four-fermion amplitudes are negligibly small. Hence, the full analysis may be reduced to an analysis of the propagator corrections, and in some regions of parameter space the constraints from the (b ---&gt; s gamma) process are quite important. The propagator corrections are dominated by the contributions of the scalar fermions, and we summarize the results in the Peskin-Takeuchi S-T plane and the contributions to the W-boson mass. We then present the results in the mSUGRA m_0 -- m_{1/2} plane and find that our analysis of the propagator corrections provides constraints in the small-m_0 -- small-m_{1/2} region, precisely the region of interest for collider phenomenology. In some regions of parameter space, especially for mu &lt; 0 and large tan(beta), the constrained region is enlarged considerably by including the process (b ---&gt; s gamma).

연구 동기 및 목표

• 전기약력 정밀도 관측치를 사용하여 mSUGRA 매개변수 공간을 제약하기 위해.
• 초대칭 고리 보정이 S 및 T 매개변수와 W 보손 질량에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 특정 과정 기여, 특히 4 Fermi 진폭에서의 기여 역할을 평가하기 위해.
• b → sγ 붕괴 채널이 제약을 강화하는 데 미치는 영향을 검토하기 위해.
• 특히 낮은 m₀ 및 m₁/₂에서의 콜라이더 현상학에 가장 관련성이 높은 매개변수 공간 영역을 식별하기 위해.

제안 방법

• Higgs 및 초대칭 파artner 입자가 전기약력 관측치에 기여하는 고리 수준 기여를 분석한다.
• 치아린 채널 질량 제약(>91 GeV)을 고려할 때, 보편적인 전파함수 보정이 지배적 기여임을 강조한다.
• 4 Fermi 진폭에서의 과정에 의존하는 정점 및 상자 다이어그램은 크기가 미미하므로 무시한다.
• mSUGRA 프레임워크 내에서 S 및 T 매개변수와 W 보손 질량에 기여하는 바를 평가한다.
• 특히 μ < 0 이며 tanβ 가 큰 경우에 b → sγ 붕괴 과정에서의 제약를 통합한다.
• 정밀도 데이터를 사용하여 결과를 m₀–m₁/2 평면에 맵핑하여 배제 영역을 식별한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초대칭 고리 보정은 mSUGRA 모델에서 전기약력 정밀도 관측치에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 mSUGRA에서 4 Fermi 진폭에 기여하는 특정 과정 정점 및 상자 다이어그램은 어느 정도 기여하는가?
• RQ3 전기약력 정밀도 데이터는 mSUGRA의 m₀–m₁/₂ 매개변수 공간에 어떤 제약을 가하는가?
• RQ4 b → sγ 붕괴 과정은 특히 μ < 0 이며 큰 tanβ 인 경우에 mSUGRA 매개변수 공간을 어떻게 더 강하게 제약하는가?
• RQ5 현재 정밀도 데이터에 의해 가장 강하게 배제되는 mSUGRA 매개변수 공간의 영역은 어디인가?

주요 결과

• mSUGRA에서 전기약력 정밀도 제약의 주요 기여는 스칼라 페르미온의 전파함수 보정에서 비롯된다.
• 치아린 채널 질량가 91 GeV 이상이므로, 4 Fermi 진폭에서의 과정에 의존하는 기여는 미미하다.
• S–T 평면 분석은 mSUGRA 매개변수 공간의 낮은 m₀–낮은 m₁/₂ 영역에서 상당한 제약를 드러낸다.
• W 보손 질량에 대한 제약는 주로 고리 보정에서 스칼라 페르미온의 기여에 의해 주도된다.
• b → sγ 과정은 특히 μ < 0 이며 큰 tanβ 인 경우 추가로 상당한 제약를 제공하며, 배제 영역을 확대한다.
• 통합 분석을 통해 Run II 콜라이더 현상학에 관련된 강력하게 제약된 m₀–m₁/2 평면 영역을 식별한다.