[論文レビュー] Masses and FCNC in Flavoured GMSB scheme

Tomasz Jeliński, Jacek Pawełczyk|arXiv (Cornell University)|Jun 16, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 21被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、3つのMSSM物質世代すべてに階層的ヤコビ係数カップリングを持つ追加の${\bar{5}}$メッセンジャーマルチプレットを含むフレーバー付きゲージメディエイトスーパーピンクス破れ（GMSB）モデルを調査する。重力ポテンシャルの進化と、特に$\mu \to e\gamma$を含む希少なレプトンフラバー非保存過程からの制約を用いて、$h_1 h_2 \lesssim 10^{-3}$というきびしい上限が導かれる。これはスleptonセクターにおけるフラバー混合を強く制約し、自然な階層的ヤコビ係数モデルと整合する。

ABSTRACT

We discuss a specific model of extended GMSB type in which 5bar component of one messenger vector pair is treated as an extra flavour. FCNC effects related to the superpotential couplings between 5bar messenger and i-th family of MSSM matter, h_i, are analysed. We find that the strongest limit, h_1h_2<10^{-3}, emerges from constraints on RR slepton contribution to radiative muon decay. The results are in agreement with simple models of hierarchical Yukawa interactions.

研究の動機と目的

• フレーバー付きGMSBモデルにおけるフラバー非保存中性荷重（FCNC）を分析すること。このモデルでは、追加の${\bar{5}}$メッセンジャーマルチプレットが第4のフレーバーとして変換する。
• 特に$\mu \to e\gamma$のような希少過程の実験的制約を用いて、メッセンジャーフレーバーのヤコビ係数カップリング$h_1$, $h_2$, $h_3$に対する物性的制約を導出すること。
• $h_3$がスパーティクル質量スペクトルに与える影響を評価し、$h_3$の妥当な摂動的ウィンドウを特定すること。
• このモデルの予測を、特にスlepton媒介FCNCの文脈で、単純な階層的ヤコビ係数モデルと比較すること。

提案手法

• モデルはヤコビ係数カップリングに階層的構造を仮定する：$y_1 \ll y_2 \ll y_3 \ll h_3 \sim 1$、かつ$h_1 \ll h_2 \ll h_3$。
• ソフト項は、GUTスケール$M_Y$から出発する1ループの重力ポテンシャルの進化を用いて計算され、$F_X / \langle X \rangle = \xi$がスーパーピンクス破れのスプリオンパラメータとして用いられる。
• $h_1$, $h_2$, $h_3$カップリングを含む一次的ループ図を用いて、解析的に$\delta^{e}_{RR}$スlepton質量のずれを導出する。
• $\mu \to e\gamma$の分岐比はSPheno-3.3.0を用いて計算され、$|\delta^{e}_{RR}|$に制約を課して$h_1 h_2$の上限を導出する。
• 数値スキャンは$h_1, h_2 \lesssim 0.2$の範囲で実施され、$h_3 = 0.1$および$h_3 = 0.8$を固定し、実験的限界$\mathrm{BR}(\mu \to e\gamma) < 5.7 \times 10^{-13}$と比較する。
• 解析的推定と数値的検証の両方を含み、特にRRスleptonセクターがFCNCの主要寄与を占める点に注目する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 フレーバー付きGMSBモデルにおけるメッセンジャーフレーバーのヤコビ係数カップリング$h_1$, $h_2$, $h_3$に対する物性的制約は何か？
• RQ2 スleptonセクターにおける非対角的ソフト項質量が、$\mu \to e\gamma$のような希少なレプトンフラバー非保存過程に与える影響は何か？
• RQ3 最大のカップリング$h_3$がスパーティクル質量スペクトルおよび摂動性に与える影響は何か？
• RQ4 $h_1 h_2$に導かれた制約は、単純な階層的ヤコビ係数モデルの予測とどのように比較できるか？

主な発見

• モデルに対する最も強い制約は$\mu \to e\gamma$崩壊に起因する：実験的分岐比の制約から$h_1 h_2 \lesssim 10^{-3}$が導かれる。
• SPheno-3.3.0を用いた数値スキャンにより、$h_3 = 0.1$および$h_3 = 0.8$の両方で$h_1 h_2 \lesssim 0.001$の制約が確認され、解析的推定が妥当であることが裏付けられた。
• RRスleptonセクターが$\mu \to e\gamma$への1ループ主要寄与を生成し、フラバー混合の感受性の最も高いプローブである。
• $h_3$の妥当な摂動的ウィンドウは2つ特定された：$0 < h_3 < 0.25$および$0.75 < h_3 < 1$。後者は階層的ヤコビ係数の期待と整合する。
• モデルは大きな$h_3$が非常に軽いストップをもたらすが、ヒッグスボソン質量は安定したままであると予測する。
• 結果は、$h_1 \sim \epsilon^4$, $h_2 \sim \epsilon^2$, $h_3 \sim 1$という単純な階層的ヤコビ係数モデル（$h_1 h_2 \sim 6 \times 10^{-5}$）と整合しており、制約内に大幅に収まる。