[论文解读] Phases and CP Violation in SUSY

Tarek Ibrahim, Pran Nath|ArXiv.org|Oct 17, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 17被引用 24

一句话总结

本文研究了超对称理论中的CP破坏，作为探测基础物理（包括弦紧化和自发SUSY破缺）的手段。研究表明，非普遍软对称性破缺参数可破坏EDM标度关系，使μ子电偶极矩增强1–2个数量级，使其在下一代实验（如拟议的BNL测量）中可被探测到。

ABSTRACT

We discuss CP violation in supersymmetric theories and show that CP phenomena can act as a probe of their origins, i.e., compactification and spontaneous supersymmetry breaking. CP violation as a probe of the flavor structure of supersymmetric theories is also discussed. A brief overview is given of several low energy phenomena where CP phases can produce new effects. These include important CP effects in processes involving sparticles and CP mixing effects in the neutral Higgs boson system. We also discuss the possibility of violations of scaling in the electric dipole moments (EDMs) due to the presence of nonuniversalities and show that with inclusion of nonuniversalities the muon EDM could be up to 1-2 orders of magnitude larger than implied by scaling and within reach of the next generation of experiments. Thus the EDMs are an important probe of the flavor structure of supersymmetric theories.

研究动机与目标

• 探讨超对称理论中的CP破坏如何揭示味结构和SUSY破缺的起源。
• 分析CP相位对低能现象（包括超粒子质量、希格斯混合和味改变过程）的影响。
• 研究非普遍软对称性破缺参数在破坏EDM标度关系和增强μ子EDM中的作用。
• 评估未来实验（如BNL的μ子EDM搜索）对SUSY模型中CP破坏相位的敏感度。

提出的方法

• 通过软对称性破缺项中的CP奇相位（特别是三线性A项和规范子质量）分析MSSM中的CP破坏。
• 应用单位三角形约束和CKM矩阵关系，将CP破坏与夸克混合及B介子衰变联系起来。
• 利用带复相位的带电惰性粒子、中性子和标量费米子交换的圈图贡献来评估电偶极矩（EDMs）。
• 考虑由三线性软耦合引起的非普遍selectron质量，以打破EDM标度关系，从而实现更大的μ子EDM。
• 利用SUSY中的辐射修正和非正规化定理，保护强CP参数θ̄，确保其保持很小。
• 应用理论框架（如左右对称模型和Peccei-Quinn机制）以抑制强CP破坏。

实验结果

研究问题

• RQ1 软SUSY破缺项中的CP破坏相位如何影响超粒子质量、希格斯混合等低能可观测量？
• RQ2 在b→sγ和Bs,d→μ+μ−等过程中，MSSM中的CP破坏能在多大程度上被探测？
• RQ3 非普遍selectron质量是否会导致标准EDM标度关系dμ/dₑ ≈ mμ/me被破坏？
• RQ4 在具有非普遍软参数的模型中，μ子EDM的大小是多少？是否可在即将开展的实验中被探测到？
• RQ5 MSSM中的CP相位与弦紧化及自发SUSY破缺中CP破坏起源之间有何关联？

主要发现

• 非普遍软对称性破缺参数可使μ子EDM超出标度关系1–2个数量级，使其在BNL实验中（灵敏度约10−24 ecm）具有潜在可探测性。
• μ子反常磁矩aμSUSY对CP相位高度敏感，若aμSUSY ≥ 10−10，则约束将变得显著。
• 在存在CP相位时，中性子-μ子超伴子交换对aμ的贡献可超过带电惰性粒子-中微子超伴子贡献，打破通常的层级关系。
• 电子EDM上限（de < 4.3×10−27 ecm）意味着标度后的μ子EDM约为10−25 ecm，低于BNL灵敏度阈值，除非标度关系被破坏。
• 由复三线性耦合引起的selectron非普遍性模型可产生超过10−24 ecm的μ子EDM，处于下一代实验的探测范围内。
• 低能SUSY现象（如希格斯混合和味改变过程）中的CP破坏，为理解自发SUSY破缺的本质提供了窗口。