[論文レビュー] SUSY Flavor Problem and Warped Geometry

Kiwoon Choi, Do Young ‍Kim+2 more|ArXiv.org|Jan 17, 2003

Manufacturing Process and Optimization被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、5次元超対称理論における歪みのある余剰次元が、AdS歪み因子 $e^{-\pi kR}$ を通じて危険なフレーバー非保存型ソフト項を自然に抑制することを提案する。これにより、SUSYフレーバー問題が解決されるとともに、階層的な Yukawa 耦合が生成される。このメカニズムは、ボリューム場の波動関数局在化と、カルラ・クラインスケール $M_{KK}$ におけるスカラー質量および三線形 $A$-項の抑制に依存し、ゲージノ質量は抑制されない。その結果、反重力群の進化により弱いスケールにおけるフレーバー保存型の squark および slepton 質量が得られる。

ABSTRACT

We point out that supersymmetric warped geometry can provide a solution to the SUSY flavor problem, while generating hierarchical Yukawa couplings. In supersymmetric theories in a slice of AdS_5 with the Kaluza-Klein scale M_KK much higher than the weak scale, if all visible fields originate from 5D bulk fields and supersymmetry breaking is mediated by the bulk radion superfield and/or some brane chiral superfields, potentially dangerous soft scalar masses and trilinear $A$ parameters at M_KK can be naturally suppressed compared to the gaugino masses by small warp factor. We present simple models yielding phenomenologically interesting patterns of soft parameters in this framework.

研究の動機と目的

• フレーバー非保存型ソフト項が大規模なFCNCや陽子崩壊を引き起こす可能性があるため、SUSYフレーバー問題に対処すること。
• 歪みのある余剰次元における幾何的抑制を用いて、フェルミオン質量および混合の階層的構造を説明すること。
• ソフトパラメータが $M_{KK}$ で自然にフレーバー対角的かつ歪み因子によって抑制されることを示し、微調整を回避すること。
• ゲージノ質量は抑制されないが、スカラー質量および $A$-項は波動関数局在化により指数関数的に抑制されることを示すこと。
• 観測された弱いスケールにおけるスペクトルが、$M_{KK}$ における抑制されたソフト項のRG進化から自然に生じる、実験的に妥当なフレームワークを提供すること。

提案手法

• 5次元超対称理論を、$\mathrm{AdS}_5$ のスライス上に、$y \in [0, \pi]$ であるオルビフォールドされた余剰次元を用いて定式化し、$N=1$ 超空間形式を用いる。
• 可視領域のすべての場を5次元ボリューム場（ゲージおよびハイパーマルチプレット）としてモデル化し、$c$-パラメータを用いてブレーン境界での波動関数局在化を実現する。
• ラディオン超多重スカラー場 $T$ およびブレーンチラル超多重スカラー場を用いてSUSY破れを媒介し、$F$-項を $e^{-\pi kR}$ で抑制する。
• 5次元理論から得られる4次元有効作用から、$M_{KK} \approx k e^{-\pi kR}$ を用いて、$M_{KK}$ におけるソフトパラメータ（スカラー質量、$A$-項、ゲージノ質量）を計算する。
• $M_{KK}$ におけるフレーバー対角境界条件を仮定し、$M_{KK}$ から $M_W$ への反重力群の進化を適用する。
• しきい値補正および異常媒介寄与を分析し、指数関数的抑制のおかげでこれらが支配的でないことを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5次元SUSY理論における歪みのある幾何学は、スカラー質量や三線形 $A$-項のようなフレーバー非保存型ソフト項を自然に抑制できるか？
• RQ2 歪み因子 $e^{-\pi kR}$ は、なぜYukawa結合およびソフトパラメータを抑制するが、ゲージノ質量は抑制されないのか？
• RQ3 ボリューム場の波動関数局在化が、階層的なソフトパラメータおよびYukawa結合を生成する役割を果たすか？
• RQ4 $M_{KK}$ での抑制がなされたとしても、最終的な弱いスケールにおけるソフトパラメータがフレーバー保存型であるか？
• RQ5 このフレームワークは、微調整を回避しながら、現実的なフェルミオン質量階層を生成し、FCNCを回避できるか？

主な発見

• $M_{KK}$ におけるソフトスカラー質量および三線形 $A$-項は $e^{-\pi kR} \approx 10^{-2}-10^{-5}$ で抑制されるが、ゲージノ質量は抑制されない。
• Yukawa結合は、ブレーン局在型相互作用との波動関数重ね合わせのおかげで階層的に抑制され、抑制因子は $e^{-c_I \pi kR}$ となる。
• $F^T$-媒介寄与によるスカラー質量は、$c_{J,K}$ の符号に関係なく、$T$-依存性における波動関数不変性のおかげで指数関数的に抑制される。
• しきい値補正は、$\lambda_{IJK}$ または $\kappa'_{JK}/e^{(c_J+c_K)\pi kR}$ でさらに抑制され、階層の安定性が保証される。
• 異常媒介寄与は無視できるほど小さく、$e^{-\pi kR}M_a$ のスケールで変化し、フレーバー構造を損なわない。
• 最終的なソフトパラメータは、$M_{KK}$ におけるフレーバー対角境界条件からのRG進化のおかげでフレーバー保存型となり、SUSYフレーバー問題が解決される。