[论文解读] Interplay between Hbs and bsgamma in the MSSM with Non-Minimal Flavour Violation

Thomas Hahn, W. Hollik+2 more|ArXiv.org|Dec 23, 2005

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 2被引用 9

一句话总结

本文在具有非最小 flavor 破坏（NMFV）的 MSSM 中，通过包含标准模型与超对称贡献之间干涉效应的完整一环计算，研究了 $H \to b\bar{s}$ 与 $b \to s\gamma$ 之间的相互作用。结果表明，当多个 flavor 混合参数非零时，$H \to b\bar{s}$ 的分支比相比单参数模型可增强一到两个数量级，同时仍与 $b \to s\gamma$ 的约束一致。

ABSTRACT

We investigate the constraints on flavour-changing neutral heavy Higgs-boson decays H-> b \bar s from b -> s gamma bounds on the flavour-mixing parameters of the MSSM with non-minimal flavour violation (NMFV). In our analysis we include the contributions from the SM and new physics due to general flavour mixing in the squark mass matrices. We study the case of one and two non-zero flavour-mixing parameters and find that in the latter case the interference can raise the Higgs flavour-changing branching ratios by one or two orders of magnitude with respect to previous predictions based on a single non-zero parameter and in agreement with present constraints from $B$ physics. In the course of our work we developed a new "FeynArts" model file for the NMFV MSSM and added the necessary code for the evaluation to "FormCalc". Both extensions are publicly available.

研究动机与目标

• 评估在具有非最小 flavor 破坏（NMFV）的 MSSM 中，来自 $b \to s\gamma$ 数据对 $H \to b\bar{s}$ 这类 flavor 改变的中性 Higgs 破坏衰变的唯象学约束。
• 研究标准模型与超对称贡献之间的干涉对 $H \to b\bar{s}$ 分支比的影响。
• 研究在 squark 质量矩阵中存在多个非零 flavor 混合参数时，对预测分支比的影响。
• 开发并发布新的 FeynArts 模型文件与 FormCalc 扩展，用于 NMFV-MSSM，以支持精确计算。

提出的方法

• 使用完整的单圈计算，包含 $b \to s\gamma$ 的标准模型与真实超对称贡献，并显式计算干涉效应。
• 构建一个具有 squark 质量矩阵中任意 flavor 混合参数的一般 NMFV MSSM 模型，避免使用质量插入近似。
• 对单个与多个非零 flavor 混合参数情况下的 $\mathcal{B}(H \to b\bar{s})$ 进行数值分析。
• 结合 $B \to X_s\gamma$ 与 $B \to X_s\mu^+\mu^-$ 数据的约束，确保模型的唯象学可行性。
• 开发并公开发布新的 FeynArts 模型文件与相应的 FormCalc 代码，用于 NMFV-MSSM。
• 使用完整的图解方法计算 Higgs 衰变振幅，适用于所有 $\tan\beta$ 与 squark 混合强度。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 NMFV-MSSM 中，标准模型与超对称贡献之间的干涉效应如何影响 $\mathcal{B}(H \to b\bar{s})$ 分支比？
• RQ2 在 squark sector 中存在多个非零 flavor 混合参数时，对 $H \to b\bar{s}$ 率有何影响？
• RQ3 在与 $b \to s\gamma$ 实验界限相容的前提下，$H \to b\bar{s}$ 分支比最多可增强多少？
• RQ4 近期的 $B \to X_s\mu^+\mu^-$ 数据对 NMFV-MSSM 参数空间有何约束，尤其与 $b \to s\gamma$ 相关？
• RQ5 完整的一圈振幅（包含所有干涉项）在预测 $H \to b\bar{s}$ 率时，相较于质量插入近似，其作用如何？

主要发现

• 当两个 flavor 混合参数非零时，$\mathcal{B}(H \to b\bar{s})$ 的分支比相比仅有一个非零参数的模型可增强一到两个数量级。
• 标准模型与超对称贡献之间的干涉在放大 $H \to b\bar{s}$ 率方面起着关键作用，尤其是在存在多个 flavor 破坏参数时。
• 结果与当前 $b \to s\gamma$ 实验界限保持一致，包括 $b \to s\gamma$ 振幅符号，后者已由 $B \to X_s\mu^+\mu^-$ 数据确认。
• 该模型预测中性 MSSM Higgs 玻色子的 $\mathcal{B}(H \to b\bar{s})$ 值在 $\mathcal{O}(10^{-4})$ 到 $\mathcal{O}(10^{-3})$ 范围内，显著高于最小 flavor 破坏情景下的预测值。
• 完整的单圈计算（适用于所有 $\tan\beta$ 与 squark 混合强度）表明，当存在多个 flavor 破坏参数时，质量插入近似会低估分支比。
• 已公开发布新的 FeynArts 模型文件与 FormCalc 扩展，用于 NMFV-MSSM，以支持未来精确研究。