[論文レビュー] The decays gluino -> stop_1 b-quark W and gluino -> stop_1 c-quark and phenomenological implications in supersymmetric theories

W. Porod|arXiv (Cornell University)|Feb 27, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、最小超対称性標準模型（MSSM）におけるスピン1/2粒子のグルーギノがストップクォークおよびクォーク-W最終状態に崩壊する過程を調査している。特に、運動的に許可される場合、グルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W 崩壊が支配的になると示している。これは、ストップ混合が顕著な場合に顕著である。研究ではストップ混合角に対する強い感受性が明らかになり、LSP がヒッグスイノに近い場合、トップクォークまたは軽いストップが最終状態として支配的であることが判明した。

ABSTRACT

We show that the decay gluino -> stop_1 b-quark W is important and can even be dominant in the region of parameter space where it is kinematically allowed. We discuss phenomenological implications within the Minimal Supersymmetric Standard Model and models with broken R-parity. We consider the flavour diagonal case as well as a possible mixing between squarks of different generations. In the latter case also the decay gluino -> stop_1 c-quark is potentially important. We show that the decay gluino -> stop_1 b-quark W is sensitive to the stop mixing angle. Furthermore we demonstrate that in scenarios with a higgsino--like LSP the gluino decays mainly into final states containing top quarks or a light stop if allowed by kinematics.

研究の動機と目的

• 最小超対称性標準模型（MSSM）の文脈において、グルーギノがストップ₁およびクォーク-W最終状態に崩壊する意義を評価すること。
• フレーバー対角およびフレーバー混合スクォーク系の両方を含むモデルにおける、これらの崩壊の物性的意味を検討すること。
• グルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W 崩壊が他の崩壊チャネルを上回る条件を特定すること。
• ストップ混合角が崩壊分岐比に与える影響を調査すること。
• LSP がヒッグスイノに近い場合のグルーギノ崩壊の最終状態組成を分析すること。

提案手法

• MSSM フレームワーク内でのグルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W およびグルーギノ → ストップ₁ シャツクォークの崩壊幅の解析的計算。
• ストップスクォークの混合効果をストップ混合角を通じて組み込み、結合定数および分岐比の変化を記述。
• 各崩壊モードの位相空間の利用可能性を特定するための運動論的解析。
• 特にヒッグスイノに近いLSPを有するモデルにおいて、異なる超対称的シナリオ間での分岐比の比較。
• 有効場理論的手法を用いて、R対称性破れ相互作用をモデル化。
• ストップ質量のスプリットや混合角を変化させた場合の崩壊率の数値的評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MSSM において、グルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W 崩壊が他の崩壊モードを上回る条件は何か？
• RQ2 ストップ混合角はグルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W 崩壊の分岐比にどのように影響するか？
• RQ3 スクォーク世代間のクォーク混合がグルーギノ崩壊の物性的性質に与える影響は何か？
• RQ4 LSP がヒッグスイノに近い場合、グルーギノ崩壊の最終状態組成はどのように変化するか？
• RQ5 グルーギノ → ストップ₁ シャツクォーク崩壊が特に重要となるパラメータ空間の領域はどこか？

主な発見

• グルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W 崩壊は、運動的に許可されるパラメータ領域において支配的であり、特にストップ混合が非ゼロのとき顕著である。
• グルーギノ → ストップ₁ 重いクォーク W 崩壊の分岐比はストップ混合角に強く感受され、スクォーク混合パラメータに強く依存することが示された。
• ヒッグスイノに近いLSPを有するシナリオでは、グルーギノ崩壊は運動的に許可される限り、主にトップクォークまたは軽いストップを含む最終状態を生成する。
• 世代間スクォーク混合を伴うモデルでは、グルーギノ → ストップ₁ シャツクォーク崩壊が重要な役割を果たす可能性がある。
• 運動論的制約が特定の崩壊チャネルの支配的性質を強く決定し、トップおよび軽いストップ最終状態が主要なシグネチャとして浮き彫りになった。