[논문 리뷰] PLANCKSUSY - new program for SUSY masses calculations: from Planck scale to our reality

N. V. Krasnikov, А. Н. Пономарев|ArXiv.org|1996. 11. 11.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 7

한 줄 요약

PLANCKSUSY는 SU(5) GUT 프레임워크 내에서 플랑크 스케일(2.4×10¹⁸ GeV)에서 전기약력 스케일로의 소프트 SUSY 위반 매개변수의 진화를 통해 초대칭(SUSY) 입자 질량을 계산하는 새로운 계산 프로그램이다. m₀ ≤ 0.5 m₁/₂ 인 경우 플랑크 스케일에서의 진화가 스피article 질량에 상당한 영향을 미치며, 항상 가장 가벼운 중성보가 LSP가 되도록 보장하고, 게이지노 질량의 비일관성을 조절하여 렙톤 서명을 억제하고 빛을 띠는 제트와 에너지가 없는 상태를 강화할 수 있다.

ABSTRACT

We describe briefly new program for SUSY masses calculations. The main distinction of our program is that we start to solve the renormalization group equations for soft SUSY breaking parameters for SU(5) SUSY GUT model from Planck scale $M_{PL} = 2.4\cdot 10^{18}$ Gev. Our program works also for large $tan(β)$. We find that for $m_0 \leq 0.5 \cdot m_{1/2}$ the effects of the evolution from Planck scale to GUT scale are very essential. In particular, we find that neutralino even for small $m_0$ is always LSP. We also introduced in our program some parameter of non-universality of the gaugino masses at GUT scale. Playing with the non-universality of the gaugino masses at GUT scale it is possible to have the situation when leptonic modes are suppressed and the single SUSY signature is hadronic jets with missing energy.

연구 동기 및 목표

• 플랑크 스케일에서 전기약력 스케일로의 SUSY 소프트 위반 매개변수의 진화를 수행하는 프로그램을 개발하는 것.
• 특히 큰 tan(β)에 대해 플랑크 스케일에서의 초기 조건이 저에너지 SUSY 스펙트럼에 미치는 영향을 조사하는 것.
• GUT 스케일에서의 게이지노 질량 비일관성이 충돌기 서명을 어떻게 형성하는지 탐색하는 것.
• 다양한 초기 질량 조건 하에서 가장 가벼운 중성보가 항상 LSP로 남는지 확인하는 것.
• 초기 스케일이 GUT 스케일이 아닌 플랑크 스케일인 경우, SUSY의 현상학적 연구를 가능하게 하는 것.

제안 방법

• 프로그램은 플랑크 스케일(M_PL = 2.4×10¹⁸ GeV)에서 시작하는 소프트 SUSY 위반 매개변수에 대한 양자역학적 군 방정식(RGEs)을 해결한다.
• 플랑크 스케일에서 경계 조건을 설정한 SU(5) SUSY GUT 모델을 구현하며, GUT 스케일에서의 비일관된 게이지노 질량을 포함한다.
• 큰 tan(β) 값도 포함하여 최소한의 시나리오를 초월한 적용 가능성을 넓힌다.
• 두 루프 RGE와 한 루프 임계값 보정을 사용하여 플랑크 스케일에서 전기약력 스케일로 매개변수를 진화시킨다.
• 스피article 질량과 중성보 질량 분리를 계산하여 가장 가벼운 초대칭 입자(LSP)를 결정한다.
• GUT 스케일에서의 게이지노 질량 비일관성을 조절하여 다양한 현상학적 시나리오를 시뮬레이션할 수 있다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 플랑크 스케일에서의 초기 조건이 SU(5) GUT 모델에서의 최종 스피article 질량 스펙트럼에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 플랑크 스케일에서의 진화가 가장 가벼운 중성보가 LSP로 유지되는 데 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 GUT 스케일에서의 비일관된 게이지노 질량이 렙톤 서명을 억제하고 빛을 띠는 제트와 에너지가 없는 상태를 증가시킬 수 있는가?
• RQ4 스칼라 질량 매개변수 m₀가 m₁/₂에 비해 작은 경우 플랑크 스케일 진화의 영향은 얼마나 중요한가?
• RQ5 m₀ ≤ 0.5 m₁/₂ 조건에서도 모델이 여전히 LSP가 중성보임을 유지하는가?

주요 결과

• m₀ ≤ 0.5 m₁/₂ 인 경우 플랑크 스케일에서 GUT 스케일으로의 진화가 스피article 질량 스펙트럼에 상당한 영향을 미친다.
• 플랑크 스케일에서의 진화 덕분에 초기 m₀와 m₁/₂ 값에 관계없이 항상 가장 가벼운 중성보가 LSP가 된다.
• GUT 스케일에서의 게이지노 질량 비일관성을 조절하면 렙톤 붕괴 모드를 억제하고 빛을 띠는 제트와 에너지가 없는 상태를 강화할 수 있다.
• 프로그램은 큰 tan(β) 값도 일관되게 처리함을 확인하여 모델의 현상학적 적용 범위를 넓혔다.
• 플랑크 스케일의 초기 조건의 영향은 무시할 수 없으며 정확한 SUSY 질량 예측을 위해 반드시 포함되어야 한다.
• 프로그램은 초기 스케일이 GUT 스케일이 아닌 플랑크 스케일인 경우 SUSY 현상학 연구를 위한 프레임워크를 제공한다.