[논문 리뷰] Some examples of F and D-term SUSY breaking models

Luis Filipe Matos|ArXiv.org|2009. 10. 02.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 25인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 보편적 진공에서 F-항과 D-항이 동시에 초대칭(SUSY)을 깨뜨리는 모형을 조사하며, 보편적 켈러 포텐셜과 재규격화 가능한 초위상함수를 가진 조건 하에서 이러한 병합된 깨짐이 불가능하다는 것을 보여준다. 이에 따라 두 가지 타당한 예시—싱เก트론이 첨가된 SQCD와 바리온으로 변형된 ISS 모형—을 제시하는데, 이들에서는 F-항과 D-항이 모두 초대칭 깨짐에 기여하며, D-항은 고리 보정에 의해 억제된다. 이는 정밀조정이 필요 없는 더 큰 가이노 진동수를 얻는 길을 제시한다.

ABSTRACT

In this paper we investigate the possibility of finding models that, in the global minimum, break SUSY by a combined F and D-term effect. We find that if the superpotential is a cubic polynomial in the fields and the Kahler potential is canonical this does not happen. We then give two examples where the previous conditions do not apply and where the vacuum of the model breaks SUSY by combined F and D-term vevs: SQCD+singlet with N_C=N_F+1, and a baryon deformed ISS model. We briefly discuss the phenomenological viability of the models.

연구 동기 및 목표

• 보편적 진공에서 재규격화 가능한 초위상함수와 보편적 켈러 포텐셜 조건 하에서 F-항과 D-항의 병합된 메커니즘으로 초대칭이 깨질 수 있는지 조사하는 것.
• 재규격화 가능한 모형과 보편적 켈러 포텐셜 조건 하에서 일반적으로 F-항만 초대칭을 깨뜨린다고 여겨지는 관점에 도전하며, F-항과 D-항이 동시에 초대칭을 깨뜨릴 수 있는 조건을 규명하는 것.
• 실제 진공에서 F-항과 D-항이 모두 초대칭 깨짐에 기여하는 구체적인 모형—SQCD에 싱เก트론이 첨가된 모형과 바리온으로 변형된 ISS 모형—을 구성하는 것.
• 특히 가이노 및 스칼라 질량 계층에 대해 이러한 모형의 현상물리적 타당성을 평가하는 것.
• 고리 보정(예: 콜레먼-바이너그)이 도약 방향을 안정화시키고, 일반적으로 F-항이 지배하는 진공에서 비영인 D-항을 생성할 수 있는지 탐색하는 것.

제안 방법

• 재규격화 가능한 초위상함수와 보편적 켈러 포텐셜 조건 하에서 효과적 포텐셜 $ V = V_F + V_D $ 의 해석적 최소화를 통해, 최소값에서 $ V_D = 0 $ 임을 보여주는 분석.
• F-항 깨짐 조건을 분석하기 위해 O’Rafeartaigh 유형의 모형을 사용하며, 특히 질량 조건과 비영인 $ W_i $ 를 고려하여 초대칭 깨짐을 보장하는 조건을 분석.
• SQCD와 싱게트론 장을 포함한 모형을 구성하여, 무한대에서의 포텐셜이 변형되어 위튼 지수의 제약를 피할 수 있도록 하는 방법.
• 바리온으로 변형된 ISS 모형에서 도약 방향을 안정화시키고 작은 D-항을 생성하기 위해 1-루프 콜레먼-바이너그 보정을 통합.
• 스칼라 및 보조 장에 대해 대각 행렬 가정을 사용하여 진공 안정성과 D-항 생성을 평가하며, 기대값과 질량 비율에 대한 수치적 검증 수행.
• 순수 F-항 깨짐에서 병합된 F-항과 D-항 깨짐으로의 전이를 탐색하기 위해 매개변수 조정을 실시하며, 특히 SQCD+singlet 모형에서의 분석에 중점을 두었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 보편적 켈러 포텐셜과 재규격화 가능한 초위상함수를 가진 이론에서, 보편적 최소값에서 F-항과 D-항이 동시에 초대칭을 깨뜨릴 수 있는가?
• RQ2 진짜 진공에서 F-항과 D-항이 동시에 깨지기 위해서는 어떤 조건이 깨져야 하는가? (특히 잠재적 안정 상태가 아닌 진짜 진공에서의 깨짐을 고려할 것.)
• RQ3 콜레먼-바이너그 보정이 바리온으로 변형된 ISS 모형에서 도약 방향을 어떻게 안정화시키고, 일반적으로 F-항이 지배하는 진공에서 비영인 D-항을 어떻게 생성하는가?
• RQ4 기존의 ISS 유형 모형에 비해 병합된 F-항과 D-항 깨짐 모형에서 가이노 질량 대 스칼라 질량 비율을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 표준 게이지 매체 모형의 정밀조정 문제를 피하면서도 F-항과 D-항 깨짐이 모두 존재하는 현상물리적으로 타당한 모형을 구성할 수 있는가?

주요 결과

• 보편적 켈러 포텐셜과 재규격화 가능한 초위상함수를 가진 모형에서는, 보편적 진공에서 F-항과 D-항의 병합된 깨짐이 불가능하며, 이는 $ V_D = 0 $ 이 최소값에서 성립하기 때문이다.
• 매개변수 조정이 이루어진 $ N_C = N_F + 1 $ 인 SQCD+singlet 모형에서는 F-항과 D-항의 병합된 깨짐이 발생하며, 싱게트론이 무한대에서 포텐셜을 변형하여 위튼 지수 제약를 피할 수 있다.
• 바리온으로 변형된 ISS 모형에서는 콜레먼-바이너그 보정이 도약 방향을 안정화시키고 작은 비영인 D-항을 생성하며, $ k = 1.306 $ 에서 $ D^3/F \sim -4.1 \times 10^{-3} $ 로 나타나 고리 보정에 의해 억제된 D-항임을 시사한다.
• 두 모형 모두에서 가이노 질량 대 스칼라 질량 비율은 여전히 작다($ m_{1/2}/m_0 \sim 10^{-3} $), 이는 큰 가이노 질량을 얻기 위해 여전히 심한 조정이 필요함을 시사한다.
• 유사한 에너지를 가진 여러 개의 수준에서의 나무 차수 최소값 존재는 1-루프 보정이 진공 선택에 매우 중요함을 시사하며, 그 전체 영향은 향후 연구가 필요하다.
• 두 모형 모두에서 보편적 켈러 포텐셜 또는 F-항의 게이지 불변성이 풀릴 경우 병합된 F-항과 D-항 깨짐이 가능함을 보여주며, 이는 타당한 초대칭 깨짐 시나리오를 위한 새로운 길을 제시한다.