[论文解读] FCNC Processes in the Littlest Higgs Model with T-Parity: a 2009 Look

Monika Blanke, Andrzej J. Buras+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 30, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 48

一句话总结

这项2009年的研究重新审视了具有T-宇称的最小希格斯模型中的FCNC过程，通过引入新的Z⁰-内盒贡献，消除了之前结果中对对数发散的紫外截断依赖性。尽管在夸克 sector 观测量中的偏差有所减小，该模型在K → πνν̄和KL → π⁰l⁺l⁻衰变中仍预测了显著的新物理效应，Sψϕ保持不变，且其轻子味破坏模式与超对称模型存在明显差异，尽管三轻子衰变的分支比已降低。

ABSTRACT

We update our 2006-2007 results for FCNC processes in the Littlest Higgs model with T-parity (LHT). The removal of the logarithmic UV cutoff dependence in our previous results through a new contribution to the Z^0-penguin diagrams identified by Goto et al. and del Aguila et al., while making the deviations from the SM expectations in the quark sector less spectacular, still allows for sizable new physics effects in K -> pi nu anti-nu and K_L -> pi^0 l^+ l^- decays and in the CP-asymmetry S_{psi phi} with the latter unaffected by the new contribution. We extend our analysis by a study of the fine-tuning required to fit the data on epsilon_K and by the inclusion of the decay K_L -> mu^+ mu^-. A number of correlations can distinguish this model from the custodially protected Randall-Sundrum model analysed recently. We also reconsider lepton flavour violating decays, including now a discussion of fine-tuning. While the l_i -> l_j gamma decays are unaffected by the removal of the logarithmic cutoff dependence, the branching ratios for decays with three leptons in the final state, like mu -> 3 e are lowered by almost an order of magnitude. In spite of this, the pattern of lepton flavour violation in the LHT model can still be distinguished from the one in supersymmetric models.

研究动机与目标

• 通过消除FCNC振幅中对数发散的紫外截断依赖性，更新并改进2006–2007年对具有T-宇称的最小希格斯模型中FCNC过程的分析。
• 评估新Z⁰-内盒贡献对夸克和轻子味破坏过程的影响。
• 评估为拟合εK数据所需的精细调谐程度，并在分析中纳入KL → μ⁺μ⁻衰变。
• 将LHT模型的味破坏模式与规范守护的Randall-Sundrum模型进行比较。
• 重新表达轻子味破坏衰变，包括精细调谐的考量，并将LHT模型与超对称模型区分开来。

提出的方法

• 将Goto等人和del Aguila等人识别的新Z⁰-内盒贡献纳入，以消除FCNC振幅中对数发散的紫外截断依赖性。
• 使用更新的振幅框架，重新计算K → πνν̄、KL → π⁰l⁺l⁻和KL → μ⁺μ⁻的分支比。
• 评估CP不对称性Sψϕ，确认其不受新Z⁰-内盒贡献的影响。
• 通过分析拟合测量值所需的参数空间，评估在εK背景下的精细调谐。
• 在更新的约束条件和精细调谐分析下，重新评估轻子味破坏衰变，包括μ → 3e和l_i → l_j γ。
• 将LHT模型中得到的味破坏模式与规范守护的Randall-Sundrum模型进行比较，以识别可区分的相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 新Z⁰-内盒贡献的引入如何影响LHT模型中K → πνν̄和KL → π⁰l⁺l⁻衰变的预测？
• RQ2 新贡献对CP不对称性Sψϕ有何影响？其是否对紫外截断依赖性保持稳定？
• RQ3 LHT模型为重现测量到的εK值，需要多大程度的精细调谐？与其它模型相比如何？
• RQ4 在消除对数截断依赖性后，μ → 3e和l_i → l_j γ等轻子味破坏衰变的分支比如何变化？
• RQ5 尽管三轻子衰变率被抑制，LHT模型中的轻子味破坏模式是否仍可与超对称模型区分开来？

主要发现

• 通过新Z⁰-内盒贡献消除对数发散的紫外截断依赖性，虽减少了夸克 sector FCNC 过程中与标准模型的偏差，但并未完全消除。
• K → πνν̄和KL → π⁰l⁺l⁻衰变中仍存在显著的新物理效应，后者仍是对该模型的敏感探测工具。
• CP不对称性Sψϕ不受新贡献影响，其在LHT模型中作为稳健可观测量的角色得以保持。
• 由于新贡献，μ → 3e的分支比降低了近一个数量级，但仍可与超对称模型区分开来。
• 尽管三轻子衰变率被抑制，LHT模型中的轻子味破坏模式仍与超对称模型存在明显差异。
• 精细调谐分析表明，该模型为拟合εK需中等程度的调谐，对自然性与模型可行性具有启示意义。