[論文レビュー] Squarks and Sleptons are not needed for the SSM. They can be, and they should be, transformed away

John A. Dixon|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 2016

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、スカラーフィールドをZinn源と逆ゴースト場に置き換えることで、スキュークスおよびスレプトンを排除する新しい超対称標準模型（SSM）の定式化を提案する。超対称性はスーパーチャージを必要とせず、マスター方程式によって保たれる。この理論は、宇宙定数問題、自然なフレーバー変換非保存項、明示的ソフト対称性破れ項を回避する。一方で、13.4 TeVに2つの重いヒッグス粒子と、質量が degenerate なゲージノおよびヒッグスノを予測する。

ABSTRACT

An earlier paper showed that it is possible to write down new SUSY Actions in which it is not possible to define a Supersymmetry Charge. SUSY is defined in these new Actions by the fact that they satisfy Master Equations. The new SUSY Actions are very easy to write down. One simply takes a Chiral SUSY Action, coupled to Gauge and other Chiral Multiplets, and even SuperGravity, if desired. Then one creates a new Action from this by exchanging all or part of the Scalar Field $S$ for a new Zinn Source $J$, and the corresponding part of the Zinn Source $\Gamma$ for a new Antighost Field $\eta$. Since the original Action satisfies a Master Equation, this exchange guarantees that the new Action will satisfy the new Master Equation. As was shown in the earlier paper, the new multiplets have fewer bosonic degrees of freedom than fermionic degrees of freedom. This is possible because they do not have a Supercharge. The resulting new SSM has no need for Squarks or Sleptons. It does not need spontaneous breaking of SUSY, so that the cosmological constant problem does not arise (at least at tree level). It mimics the usual non-supersymmetric Standard Model very well, and the absence of large flavour changing neutral currents is natural. There is no need for a hidden sector, or a messenger sector, or explicit `soft' breaking of SUSY. Spontaneous Gauge Symmetry Breaking implies the existence of two new very heavy Higgs Bosons with mass 13.4 TeV, slightly smaller than the energy of the LHC at 14 TeV. There is also a curious set of Gauginos and Higgsinos which have exactly the same masses as the Higgs and Gauge Bosons. These do not couple to the Quarks and Leptons, except through the Higgs and Gauge Bosons.

研究の動機と目的

• Zinn源と逆ゴースト場を用いて理論を再定式化することで、超対称標準模型（SSM）におけるスキュークスおよびスレプトンの必要性を排除すること。
• スーパーチャージを必要とせず、マスター方程式による超対称性の実現を目指す超対称理論を構築すること。
• 自発的超対称性破れを回避することで、木レベルで宇宙定数問題を解消すること。
• 隠れセクターまたはメッセンジャー・セクターを必要とせず、自然にフレーバー変換非保存中性荷電現在を抑制すること。
• ヒッグスおよびゲージボソンを通じてのみ相互作用する、新しい重いヒッグス粒子と質量が degenerate なゲージノ／ヒッグスノを予測すること。

提案手法

• チャイナル超対称性作用におけるスカラーフィールドSをZinn源Jに置き換え、有効作用Γの対応する部分を逆ゴースト場ηに置き換える。
• 元の作用が既に元のマスター方程式を満たしているため、新作用は構成上、新しいマスター方程式を満たす。
• Batalin-Vilkovisky形式を用いて、新作用におけるゲージ不変性と整合性を維持する。
• スーパーチャージを欠如させるため、ボソン自由度がフェルミオン自由度より少ない新しい多重状態を構築する。
• 新作用をゲージ多重状態および、必要に応じて超重力と結合させ、正則性およびゲージ不変性を保つ。
• 新理論が非超対称標準模型を模倣するが、従来の超対称性問題を回避することを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Zinn源と逆ゴースト場を用いることで、スーパーチャージを必要とせず超対称性を実現できるか？
• RQ2 スキュークスおよびスレプトンをZinn源に置き換えることで、ソフト対称性破れ項および宇宙定数問題の必要性が排除されるか？
• RQ3 フレーバー変換非保存中性荷電現在を自然に回避する、整合性のあるSSMを構築可能か？
• RQ4 この新しい定式化における新しいヒッグスおよびゲージノ／ヒッグスノ状態の質量予測は何か？
• RQ5 新しい重いヒッグス粒子および質量が degenerate なゲージノ／ヒッグスノは、クォークおよびレプトンとどのように相互作用するか？

主な発見

• 新しいSSM定式化は、スキュークスおよびスレプトンをZinn源と逆ゴースト場に置き換えることで、スーパーチャージを欠如する理論を実現する。
• 理論は新しいマスター方程式を満たしており、スーパーチャージや自発的破れを必要とせず、超対称性を保証する。
• 自発的超対称性破れを回避するため、宇宙定数問題は木レベルで回避される。
• 2つの新しいヒッグス粒子が13.4 TeVの質量を予測され、これはLHCの最大エネルギー14 TeVよりわずかに低い。
• ゲージノおよびヒッグスノの集合が、ヒッグスおよびゲージボソンと同一の質量を持つことが判明し、これら粒子を通じてのみ相互作用する。
• フレーバー変換非保存中性荷電現在の欠如は自然であり、追加のセクターまたは対称性を必要としない。