[论文解读] $B o X_s γ$ in minimal supersymmetric standard model with general flavor mixing

Kenichi Okumura, Leszek Roszkowski|ArXiv.org|Nov 30, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 6

一句话总结

本文在一般夸克味混合的最小超对称标准模型（MSSM）中，结合近似下一阶（NLO）QCD修正，分析了 $B\to X_s\gamma$。研究发现一种聚焦效应，显著抑制了胶fermion贡献，从而放松了对味混合参数的约束，尤其是 $\delta^{d}_{LL}$ 和 $\delta^{d}_{LR}$，即使在 $\mu<0$ 时亦然，而 $\delta^{d}_{RR}$ 和 $\delta^{d}_{RL}$ 的影响可忽略。

ABSTRACT

We present the results of our analysis on $b o s γ$ in the minimal supersymmetric standard model with a general flavor mixing in the squark sector. We identify the next--to--leading order focusing effect, which considerably reduces the gluino contribution to $b o s γ$ relative to the leading order calculation. We illustrate that $BR(B o X_s γ)$ is still very sensitive to the flavor mixing parameters, $δ^d_{ll}$ and $δ^d_{lr}$ so that the lower bound for $m_{1/2}$ obtained in the minimal flavor violation can be easily removed even at $μ&lt;0$, while it is rather stable against $δ^d_{rr}$ and $δ^d_{rl}$.

研究动机与目标

• 研究通用味混合对MSSM中 $B\to X_s\gamma$ 分支比的影响。
• 评估近似下一阶（NLO）QCD修正的作用，特别是对胶fermion贡献的聚焦效应。
• 检验在通用味破坏（MFV）框架下，是否可通过通用味混合放松对 $m_{1/2}$ 的下限约束。
• 评估在NLO下 $BR(B\to X_s\gamma)$ 对不同味混合参数（$\delta^{d}_{LL}, \delta^{d}_{LR}, \delta^{d}_{RR}, \delta^{d}_{RL}$）的敏感性。
• 确定在如SO(10) GUTs所预言的大型 $\tan\beta$ 的SUSY模型中，NLO计算是否为约束这些模型所必需。

提出的方法

• 采用有效场论方法，在标度 $\overline{\mu}_{\rm SUSY}$ 下统一处理标夸克与胶fermion，对MSSM中的 $B\to X_s\gamma$ 进行NLO分析。
• 引入NLO QCD修正及主导SUSY贡献中的主要SUSY–QCD效应，改进了以往的LO匹配方法。
• 通过从 $\overline{\mu}_{\rm W}$ 到 $\overline{\mu}_{\rm b}$ 的跑动，演化威尔逊系数 $C_7$ 和 $C_8$。
• 在 $\overline{\mu}_{\rm W}$ 处应用SM、2HDM与MSSM贡献的匹配条件，包括胶fermion与中性子贡献。
• 在 $\tan\beta=10$ 和 $40$，$A_0=0$，$m_0=500$ GeV 的约束MSSM（CMSSM）框架下分析分支比。
• 通过NLO匹配条件，量化聚焦效应，即胶fermion对 $C_7$ 和 $C_8$ 贡献的抑制程度。

实验结果

研究问题

• RQ1 与LO计算相比，NLO聚焦效应如何改变胶fermion对 $B\to X_s\gamma$ 的贡献？
• RQ2 在通用味混合下，squark扇区的通用味混合在多大程度上放松了由MFV导出的对 $m_{1/2}$ 的下限约束？
• RQ3 在NLO下，$BR(B\to X_s\gamma)$ 对不同味混合参数（$\delta^{d}_{LL}, \delta^{d}_{LR}, \delta^{d}_{RR}, \delta^{d}_{RL}$）的敏感性如何？
• RQ4 在包含通用味混合时，$\mu$ 的符号对 $B\to X_s\gamma$ 约束有何影响？
• RQ5 对于如SO(10) GUTs所预言的大型 $\tan\beta$ 的SUSY模型，NLO级分析是否为必要？

主要发现

• NLO聚焦效应显著降低了胶fermion对 $B\to X_s\gamma$ 的贡献，尤其在 $\delta^{d}_{LR}$ 和 $\delta^{d}_{LL}$ 情况下，相较于LO计算有明显抑制。
• 在MFV框架下，$m_{1/2}$ 的下限——$\mu>0$ 时为 $m_{1/2} \gtrsim 200$ GeV，$\mu<0$ 时为 $600$ GeV——可通过 $|\delta^{d}_{LL}| \sim 0.05$ 或 $|\delta^{d}_{LR}| \sim 0.01$ 轻易解除，且无需精细调节。
• 即使在聚焦效应作用下，分支比对 $\delta^{d}_{LL}$ 和 $\delta^{d}_{LR}$ 仍保持高度敏感，这是由于MFV与胶fermion贡献之间的干涉效应。
• $\delta^{d}_{RR}$ 和 $\delta^{d}_{RL}$ 的约束较弱：$\delta^{d}_{RR} \lesssim 0.4$ 和 $\delta^{d}_{RL} \lesssim 0.015$ 对分支比影响甚微，表明对这些参数具有稳定性。
• 在 $\mu<0$ 情况下，由于聚焦效应效果减弱，约束放松更为显著，但 $\delta^{d}_{LR}$ 的允许区域依然宽广。
• 对于如SO(10) GUTs所预言的大型 $\tan\beta$ 的SUSY模型，NLO级计算对于约束模型至关重要，因为味混合效应不可忽略。