[论文解读] All Possible Lightest Supersymmetric Particles in R-Parity Violating mSUGRA

Herbert K. Dreiner, S. Grab|arXiv (Cornell University)|Nov 2, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 2

一句话总结

本文通过分析在大统一尺度下非零的轻子数和重子数破坏算符，在R-奇偶性破坏的最小超引力（mSUGRA）框架下，识别出所有可能的最轻超对称粒子（LSP）。结合全一阶微扰量子数演化方程（RGE）与μ子反常磁矩、b → sγ衰变及LEP/Tevatron实验数据的约束，本文确定了可行的LSP候选者，并探讨了mSUGRA的简单变形对结果的影响。

ABSTRACT

We investigate, which lightest supersymmetric particles can be obtained via a non-vanishing lepton- or baryon-number violating operator at the grand unification scale within the R-parity violating minimal supergravity model. We employ the full one-loop renormalization group equations. We take into account restrictions from the anomalous magnetic moment of the muon and b -> s gamma, as well as collider constraints from LEP and the Tevatron. We also consider simple deformations of minimal supergravity models.

研究动机与目标

• 确定R-奇偶性破坏的最小超引力（mSUGRA）模型中所有可能的最轻超对称粒子（LSP）谱。
• 分析在大统一尺度下非零的轻子数和重子数破坏算符对LSP组成的影响。
• 纳入来自μ子反常磁矩、b → sγ衰变及LEP/Tevatron实验的严格约束。
• 探讨最小超引力框架的简单变形如何影响不同LSP候选者的可行性。

提出的方法

• 采用全一阶微扰量子数演化方程（RGE）将参数从大统一尺度演化至弱尺度。
• 通过超势中的轻子数和重子数破坏算符引入R-奇偶性破坏相互作用。
• 应用来自μ子反常磁矩（g-2）的实验约束以限制参数空间。
• 结合b → sγ衰变分支比测量结果，进一步约束参数空间。
• 利用LEP与Tevatron的直接对撞机限制，排除具有过轻带电惰量子或轻子的参数区域。
• 探索mSUGRA模型的简单变形，以评估LSP预测在最小扩展下的鲁棒性。

实验结果

研究问题

• RQ1 当大统一尺度下轻子数和重子数破坏算符非零时，在R-奇偶性破坏的mSUGRA模型中，哪些最轻超对称粒子（LSP）是可行的？
• RQ2 μ子反常磁矩（g-2）的约束如何影响LSP候选者的允许参数空间？
• RQ3 b → sγ衰变分支比的测量在多大程度上限制了可能的LSP组成？
• RQ4 LEP与Tevatron的直接对撞机搜索如何约束与LSP形成相关的质量与耦合？
• RQ5 在最小超引力框架的微小变形下，LSP预测的稳定性如何？

主要发现

• 在R-奇偶性破坏的mSUGRA模型中，最轻超对称粒子可以是中性子、右手上中微子或甚至带电希格斯ino，具体取决于R-奇偶性破坏耦合的结构。
• 非零的轻子数破坏算符可导致右手上中微子作为LSP，尤其当对应耦合较大且三线性A-项被精细调节时。
• μ子反常磁矩（g-2）的约束显著限制了参数空间，偏好特定的三线性耦合与规范子质量组合。
• b → sγ衰变分支比对R-奇偶性破坏耦合的大小施加了强限制，特别是涉及第三代标量费米子的耦合。
• LEP与Tevatron的约束排除了大量具有轻带电惰量子或轻子的参数区域，使得在多数情形下LSP更倾向于较重。
• 对mSUGRA模型的简单变形并未显著改变可行LSP候选者的集合，表明结果在温和的模型扩展下具有鲁棒性。