[논문 리뷰] FCNC Processes in the Littlest Higgs Model with T-Parity: a 2009 Look

Monika Blanke, Andrzej J. Buras외 3명|arXiv (Cornell University)|2009. 06. 30.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 48

한 줄 요약

이 2009년 연구는 T-대칭을 가진 Littlest Higgs 모형에서 FCNC 과정을 재검토하며, 새로운 Z⁰-펜그린 기여를 통해 이전 결과에서 로그 우주론적 고속 마무리 의존성을 제거함으로써 보완한다. 쿼크 섹터 관측량의 편차는 감소하지만, 모형은 K → πνν̄ 및 KL → π⁰l⁺l⁻ 붕괴에서 여전히 크고 중요한 효과를 예측하며, Sψϕ는 영향을 받지 않으며, 초과분해 모형과는 다를 바 있는 렙톤 쿼르크 불변성 패tern을 보인다. 이는 삼중 렙톤 붕괴의 분포율이 감소했음에도 불구하고.

ABSTRACT

We update our 2006-2007 results for FCNC processes in the Littlest Higgs model with T-parity (LHT). The removal of the logarithmic UV cutoff dependence in our previous results through a new contribution to the Z^0-penguin diagrams identified by Goto et al. and del Aguila et al., while making the deviations from the SM expectations in the quark sector less spectacular, still allows for sizable new physics effects in K -> pi nu anti-nu and K_L -> pi^0 l^+ l^- decays and in the CP-asymmetry S_{psi phi} with the latter unaffected by the new contribution. We extend our analysis by a study of the fine-tuning required to fit the data on epsilon_K and by the inclusion of the decay K_L -> mu^+ mu^-. A number of correlations can distinguish this model from the custodially protected Randall-Sundrum model analysed recently. We also reconsider lepton flavour violating decays, including now a discussion of fine-tuning. While the l_i -> l_j gamma decays are unaffected by the removal of the logarithmic cutoff dependence, the branching ratios for decays with three leptons in the final state, like mu -> 3 e are lowered by almost an order of magnitude. In spite of this, the pattern of lepton flavour violation in the LHT model can still be distinguished from the one in supersymmetric models.

연구 동기 및 목표

• 2006–2007년 분석에서 로그 우주론적 고속 마무리 의존성을 제거함으로써 T-대칭을 가진 Littlest Higgs 모형에서 FCNC 과정을 업데이트하고 개선하는 것.
• 새로운 Z⁰-펜그린 기여가 쿼크 및 렙톤 쿼르크 불변성 과정에 미치는 영향을 평가하는 것.
• εK 데이터를 적합하기 위해 필요한 정밀조정의 정도를 평가하고, KL → μ⁺μ⁻ 붕괴를 분석에 포함하는 것.
• LHT 모형의 쿼르크 불변성 패턴을 관용적으로 보호된 Randall-Sundrum 모형과 비교하는 것.
• 정밀조정 고려사항을 포함한 렙톤 쿼르크 불변성 붕괴를 재표현하고, LHT 모형을 초과분해 모형과 구별하는 것.

제안 방법

• Goto 등과 del Aguila 등이 규명한 새로운 Z⁰-펜그린 기여를 도입하여 FCNC 진폭에서 로그 우주론적 고속 마무리 의존성을 제거하는 것.
• 업데이트된 진폭 프레임워크를 사용하여 K → πνν̄, KL → π⁰l⁺l⁻, KL → μ⁺μ⁻의 붕괴 비율을 재계산하는 것.
• CP 비대칭 Sψϕ를 평가하여 새로운 Z⁰-펜그린 기여에 영향을 받지 않음을 확인하는 것.
• εK의 맥락에서 정밀조정을 평가하기 위해 측정된 값에 적합하기 위해 필요한 매개변수 공간을 분석하는 것.
• 업데이트된 제약 조건과 정밀조정 분석을 포함하여 렙톤 쿼르크 불변성 붕괴, 특히 μ → 3e 및 l_i → l_j γ를 재평가하는 것.
• LHT 모형에서 유도된 쿼르크 불변성 패턴을 관용적으로 보호된 Randall-Sundrum 모형과 비교하여 구별 가능한 상관관계를 식별하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 새로운 Z⁰-펜그린 기여의 포함이 LHT 모형에서 K → πνν̄ 및 KL → π⁰l⁺l⁻ 붕괴 예측에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 새로운 기여가 Sψϕ의 CP 비대칭에 어떤 영향을 미치며, 이는 우주론적 고속 마무리 의존성에 대해 안정적인가?
• RQ3 εK의 측정된 값에 맞추기 위해 LHT 모형에서 얼마나 많은 정밀조정이 필요한가? 다른 모형과 비교하면 어떠한가?
• RQ4 로그 우주론적 마무리 의존성이 제거된 후, μ → 3e 및 l_i → l_j γ와 같은 렙톤 쿼르크 불변성 붕괴의 분포율은 어떻게 변화하는가?
• RQ5 삼중 렙톤 붕괴 비율이 감소했음에도 불구하고, LHT 모형의 렙톤 쿼르크 불변성 패턴은 초과분해 모형과 구별될 수 있는가?

주요 결과

• 새로운 Z⁰-펜그린 기여를 통한 로그 우주론적 고속 마무리 의존성 제거로 인해 쿼크 섹터 FCNC 과정에서의 표준모형과의 편차는 감소하지만 완전히 제거되지는 않는다.
• K → πνν̄ 및 KL → π⁰l⁺l⁻ 붕괴에서 여전히 중요한 새로운 물리 효과가 남아 있으며, 특히 후자는 모형의 민감한 탐지 수단로 남아 있다.
• CP 비대칭 Sψϕ는 새로운 기여에 영향을 받지 않아, LHT 모형에서 강력한 관측량으로서의 역할을 유지한다.
• 새로운 기여로 인해 μ → 3e의 붕괴 비율은 거의 한 계단 감소하였지만, 여전히 초과분해 모형과 구별 가능하다.
• 삼중 렙톤 붕괴 비율이 감소했음에도 불구하고, LHT 모형의 렙톤 쿼르크 불변성 패턴은 초과분해 모형과 다를 바 있는 고유한 패턴을 유지한다.
• 정밀조정 분석 결과, εK를 적합하기 위해 모형은 중간 정도의 조정이 필요하며, 자연성과 모형의 타당성에 대한 함의를 지닌다.