[论文解读] Family symmetries and the SUSY flavour problem

Ivo de Medeiros Varzielas, G.G. Ross|ArXiv.org|Dec 19, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 16被引用 10

一句话总结

本文表明，连续家族对称性可通过抑制D项对squark和slepton质量的贡献，一致地解决SUSY味问题，否则这些贡献会引发危险的味改变中性流（FCNC）。研究显示，在引力介导和规范介导的SUSY破缺情景下，当家族对称性规范场（familon）的规范荷受到限制时——尤其是当家族荷平衡或通过圈因子抑制耦合时——D项效应仍处于实验限制范围内，从而挽救了连续家族对称性免于此前的排除。

ABSTRACT

We re-examine the constraints on continuous family symmetries coming from flavour changing neutral current limits on the D-term contributions to squark and slepton masses. We show that, for a restricted choice of the familon sector, continuous family symmetries are consistent with even the most conservative limits both for the case of gauge mediated supersymmetry breaking and the case of gravity mediated supersymmetry breaking.

研究动机与目标

• 重新表达并重新评估来自对sfermion质量中D项贡献的FCNC限制对连续家族对称性的约束。
• 确定在SUSY模型中存在大味破坏D项贡献风险的情况下，连续家族对称性是否仍具可行性。
• 确定在引力介导和规范介导的SUSY破缺下，D项效应保持在实验限制范围内的条件。
• 探讨抑制机制（如圈因子、荷对称性或模权重）如何使D项贡献变得安全。
• 在严格的FCNC限制背景下，评估家族对称性模型的可行性，特别是对第一代和第二代混合的约束。

提出的方法

• 使用超-CKM（SCKM）基，将sfermion质量矩阵表示为费米子质量对角且规范费米子耦合为味对角的基中。
• 将sfermion质量矩阵参数化为通用软质量（m₀²）与连续家族对称性引起的D项贡献之和。
• 通过分析(m² + m̄²/c)/⟨m̃q²⟩因子，推导出独立于未知混合角的FCNC效应上界。
• 应用能量标度依赖的实验限制弱化方法，以评估在高能标下的可行性。
• 分析两种SUSY破缺机制：引力介导（SUGRA）和规范介导，比较其各自的抑制机制。
• 考虑通过圈抑制（如规范介导中的三圈效应）、荷对称性（第一和第二代的|q|相等）以及轨道空间紧化模型中的模权重实现的抑制。

实验结果

研究问题

• RQ1 在sfermion质量中存在诱导FCNC的D项贡献的情况下，连续家族对称性是否仍具可行性？
• RQ2 家族规范场（familon）规范场（如荷、耦合）的哪些条件可确保D项贡献保持在实验FCNC限制范围内？
• RQ3 引力介导与规范介导SUSY破缺情景下的抑制机制有何不同？
• RQ4 圈因子和荷对称性在规范介导模型中在多大程度上减少D项贡献？
• RQ5 在轨道空间紧化弦模型中，模权重是否能对所有家族荷提供统一的D项效应抑制？

主要发现

• 在引力介导SUSY破缺中，若破缺第一和第二代之间对称性的familon场具有相等的家族荷大小，D项贡献将因抵消而满足FCNC限制。
• 即使存在辐射修正，只要存在关联familon耦合的底层对称性，D项效应仍保持在限制范围内，这在Froggatt-Nielsen型模型中自然实现。
• 在规范介导模型中，D项抑制通过三圈抑制因子进一步增强，即使家族规范耦合较弱（αf/4π < 10⁻³），仍可满足限制。
• 当第一和第二代的家族荷大小相等时，D项完全消失（与q²成正比），使得任何规范耦合下限制均被满足。
• 在因轨道空间紧化弦模型中的模权重导致familon异常轻的模型中，D项效应独立于家族荷而被抑制，提供了一种稳健的解决方案。
• 对第一代和第二代混合的限制尤其严格，表明提高实验灵敏度对探测这些模型至关重要。