[论文解读] R-symmetric Gauge Mediation and the MRSSM

Andrew E. Blechman|ArXiv.org|Mar 16, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 25被引用 24

一句话总结

本文提出R-对称规范介导（RGM）作为实现最小R-对称超对称标准模型（MRSSM）的机制，其中U(1)R对称性通过抑制A-项和Majorana gaugino质量，禁止危险的味改变中性流。关键结果是一个可行的、味守恒的谱系，包含轻量级带电粒子和复杂的Higgs场，从而在LHC中产生新信号，如长寿命带电粒子和来自顶夸克衰变的特征光子信号。

ABSTRACT

This is an invited summary of a seminar talk given at various institutions in the United States and Canada. After a brief introduction, a review of the minimal R-symmetric supersymmetric standard model is given, and the benefits to the flavor sector are discussed. R-symmetric gauge mediation is an attempt to realize this model using metastable supersymmetry breaking techniques. Sample low energy spectra are presented and tuning is discussed. Various other phenomenological results are summarized.

研究动机与目标

• 通过引入强于R-宇称的R-对称性，解决超对称味问题，从而禁止危险的味破坏算符。
• 构建一种可行的机制——R-对称规范介导，以动态实现MRSSM并实现SUSY的亚稳态破缺。
• 探讨MRSSM的理论可行性，特别是在电弱对称性破缺、Higgs物理和对撞机信号方面的表现。
• 识别新的、具有特征的对撞机信号，如长寿命带电粒子和来自顶夸克衰变的双光子末态。
• 评估模型中所需的微调程度，以及Landau极点在低能下稳定味破坏物理中的作用。

提出的方法

• 施加一个U(1)R对称性，其中gaugino和squark的R-荷为+1，Higgs场的R-荷为0，从而禁止Majorana gaugino质量与A-项。
• 引入规范伴随场（如R-场）以生成Dirac gaugino质量，并在超势中用μu和μd项替代标准的μ项。
• 采用具有Nmess消息传递对的规范介导机制，将SUSY破缺传递至可见 sector，生成软质量且微调最小化。
• 通过有效场论分析低能谱，重点关注来自ΔF=2过程（如K-¯K混合）的约束，其抑制源于A-项的缺失与Dirac gaugino结构。
• 通过详细分析带电粒子/中性子质量矩阵及停止对衰变链中的单顶夸克产生过程，评估对撞机现象学。
• 将Higgs场视为由两组超多重态（Hu,Ru）和（Hd,Rd）构成的24个场，在超软极限下D-项为零。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不依赖小A-项或标夸克质量简并的条件下，U(1)R对称性是否可抑制超出R-宇称的味改变中性流？
• RQ2 R-对称规范介导如何在MRSSM中生成一个可行的、低微调的谱系，且具有复杂的Higgs场？
• RQ3 在具有R-对称性的MRSSM中，电弱对称性破缺与Higgs质量谱有何影响？
• RQ4 在R-对称规范介导下的MRSSM中，会产生哪些独特的对撞机信号，特别是来自长寿命带电粒子或双光子末态？
• RQ5 在大tanβ区域，带电粒子与中性子质量谱与MSSM相比有何不同？

主要发现

• 在R-对称模型中，由于A-项与Majorana gaugino质量的缺失，ΔF=2过程（如K-¯K混合）的抑制程度相比MSSM额外多出(Mq/M~g)²因子，使得即使存在较大的标夸克混合角，也不会引发味破坏。
• 为避免味约束，胶球必须足够重（≳ 1 TeV），而电弱gaugino伴随场（如Wino）则可轻到足以在LHC中产生。
• 在参数空间的许多区域，带电粒子是次轻量超对称粒子（NLSP），其与中性子的质量分裂可高达30 GeV（在高tanβ时），与MSSM中约3 GeV的分裂不同。
• 若引力微子质量超过100 eV，带电粒子可在探测器外衰变，留下带电轨迹——这是LHC中极具特征的信号。
• 通过停止对衰变产生单顶夸克，若中性子衰变为光子与引力子，可产生近乎无背景的双硬光子末态，尤其当LSP为Bino-类似时。
• Higgs场包含来自两组超多重态的24个场，且在超软极限下D-项为零，使得电弱对称性破缺变得非平凡，需仔细分析标量势。