[논문 리뷰] {\it T}--odd Asymmetry in Chargino Pair Production Processes

Yoshiki Kizukuri, Noriyuki Oshimo|ArXiv.org|1993. 10. 05.

semigroups and automata theory인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 최소 초대칭 표준모형(MSSM) 내에서 카린로 쌍 생성 과정에서의 T-홀대칭 비대칭성을 조사하며, 서로 다른 카린로 쌍 생성에서는 나무 수준에서, 같은 카린로 쌍 생성에서는 고리 수준에서 이러한 비대칭성이 발생함을 보여준다. 연구에서는 비극성 e⁺e⁻ 충돌에서 비대칭성이 약 10⁻² 수준이며, 극성 빔을 사용할 경우 최대 10⁻¹ 수준임을 발견하였으며, 고리 유도 효과로는 약 10⁻⁴ 수준의 비대칭성이 나타나며, 중성자 및 전자의 전기 dipole moment 제약 조건과도 일관됨을 확인하였다.

ABSTRACT

$T$--violating asymmetry in chargino pair production processes is studied in the Minimal Supersymmetric Standard Model. The asymmetry emerges at the tree level in the production of two different charginos,and could be as large as of order $10^{-2}$ in unpolarized electron beam experiments and $10^{-1}$ in polarized electron beam experiments. In the pair production of the same charginos, the asymmetry emerges through the electric and the weak "electric" dipole moments of the charginos at the loop level. Its magnitude is of order $10^{-4}$. The consistency with the electric dipole moments of the neutron and the electron is also discussed.

연구 동기 및 목표

• 최소 초대칭 표준모형(MSSM) 내에서 카린로 쌍 생성 과정에서의 T-홀대칭 비대칭성을 조사하는 것.
• 같은 카린로 쌍과 다른 카린로 쌍 생성 채널에서 T-위반 비대칭성의 크기와 기원을 규명하는 것.
• 중성자 및 전자의 전기 dipole moment에 대한 실험적 제약 조건과의 일관성을 평가하는 것.
• 특히 극성 빔을 사용하는 미래의 e⁺e⁻ 충돌기 실험에서 T 위반을 관측할 가능성 평가하기

제안 방법

• MSSM 프레임워크 내에서 나무 수준 및 한 단계 고리 수준의 피카르 다이어그램을 사용하여 e⁺e⁻ 충돌에서의 카린로 쌍 생성을 분석한다.
• 카린로 자기에너지 및 정점 보정을 통해 매개되는 T-위반 상호작용으로 인해 발생하는 T-홀대칭 비대칭성을 계산한다.
• 양자 고리 수준에서 카린로의 전기 및 약한 '전기' dipole moment 기여를 평가한다.
• 중성자 및 전자의 전기 dipole moment 제약 조건을 적용하여 T-위반 위상에 대한 허용 가능한 매개변수 공간을 제한한다.
• 비극성 및 극성 전자 빔 실험에서 비대칭성 크기의 수치적 추정을 수행한다.
• T-위반 상호작용을 모델링하기 위해 효과적 라그랑지안 접근법을 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 e⁺e⁻ 충돌에서 서로 다른 두 카린로 쌍 생성 시 나무 수준에서 T-홀대칭 비대칭성의 크기는 얼마인가?
• RQ2 같은 카린로 쌍 생성에서 T-위반 비대칭성은 어떻게 발생하며, 양자 고리 수준에서 그 기원은 무엇인가?
• RQ3 미래의 500 GeV e⁺e⁻ 충돌기에서 카린로 쌍 생성 과정에서 T 위반의 관측 가능한 서명은 무엇인가?
• RQ4 중성자 및 전자의 전기 dipole moment 제약 조건은 MSSM 내 T-위반 위상에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 서로 다른 두 카린로 쌍 생성에서 T-홀대칭 비대칭성은 비극성 e⁺e⁻ 실험에서 최대 10⁻² 수준이며, 극성 빔 실험에서는 최대 10⁻¹ 수준에 이르렀다.
• 같은 카린로 쌍 생성의 경우, T-홀대칭 비대칭성은 고리 수준에서 카린로의 전기 및 약한 '전기' dipole moment에 의해 발생하며, 크기는 약 10⁻⁴ 수준이다.
• 카린로 부문의 T-위반 위상은 중성자 및 전자의 전기 dipole moment 제약 조건에 의해 제한되며, 현재의 실험 제약 조건과 일관됨을 보장한다.
• 비대칭성은 카린로 혼합 매개변수와 MSSM 라그랑지안 내 복소 위상의 존재에 민감하게 의존한다.
• 극성 전자 빔은 관측 가능한 T-홀대칭 비대칭성을 크게 향상시키며, 초대칭 내 T 위반을 탐지하는 데 있어 유망한 탐사 수단이 된다.