[论文解读] One Loop Soft Supersymmetry Breaking Terms in Superstring Effective Theories

Binetruy, Pierre, Gaillard, Mary K.+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 6, 2000

Black Holes and Theoretical Physics被引用 117

一句话总结

本文对超弦有效场论中的软规范对称性破缺项进行了系统的一圈分析，包括异常介导贡献。结果表明，由于正则化依赖的普朗克尺度物理效应，标量质量在一环图下可能非零，这挑战了标准异常介导场景中标量质量为零的普遍性假设。结果取决于模场稳定化、 dilaton 介导与规范阈值修正在 orbifold 模型中的相互作用，针对 114 GeV 的希格斯玻色子质量给出了明确的谱结构。

ABSTRACT

We perform a systematic analysis of soft supersymmetry breaking terms at the one loop level in a large class of string effective field theories. This includes the so-called anomaly mediated contributions. We illustrate our results for several classes of orbifold models. In particular, we discuss a class of models where soft supersymmetry breaking terms are determined by quasi model independent anomaly mediated contributions, with possibly non-vanishing scalar masses at the one loop level. We show that the latter contribution depends on the detailed prescription of the regularization process which is assumed to represent the Planck scale physics of the underlying fundamental theory. The usual anomaly mediation case with vanishing scalar masses at one loop is not found to be generic. However gaugino masses and A-terms always vanish at tree level if supersymmetry breaking is moduli dominated with the moduli stabilized at self-dual points, whereas the vanishing of the B-term depends on the origin of the mu-term in the underlying theory. We also discuss the supersymmetric spectrum of O-I and O-II models, as well as a model of gaugino condensation. For reference, explicit spectra corresponding to a Higgs mass of 114 GeV are given. Finally, we address general strategies for distinguishing among these models.

研究动机与目标

• 系统计算超弦有效场论中的一圈软规范对称性破缺项。
• 分析异常介导贡献的作用，特别是其对反映普朗克尺度物理的正则化方案的依赖性。
• 探讨一环图下非零标量质量的物理内涵，挑战标准异常介导场景的假设。
• 为特定模型（包括 O-I、O-II 和 gaugino 凝结模型）提供明确的超对称谱，其中希格斯玻色子质量为 114 GeV。
• 识别不同模型之间的区分特征，以指导实验上的甄别。

提出的方法

• 分析基于一般超引力框架，包含 chiral 超多重态、Kähler 位势、超势能和规范动能函数，以计算软项。
• 利用超对称正则化器和 Pauli-Villars 方法推导一环贡献，包括来自超 conformal 和 chiral 异常的异常诱导项。
• 形式化方法结合了模不变性、Green-Schwarz 反项，以及通过 κi 和 VGS 等函数实现的阈值修正。
• 将结果应用于具有特定模变换性质且模场在自对偶点稳定的 orbifold 模型。
• 通过辅助场真空期望值和模参数，推导出 gaugino 质量、A-项、B-项和标量质量的显式表达式。
• 通过 nαi（权重）、pi（阈值修正）和 γα（模形式相位因子）等参数量化模型依赖性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在异常介导规范对称性破缺中，标量质量是否可能在一环图下非零？其决定因素是什么？
• RQ2 对紫外发散进行正则化处理的方案如何影响弦导出有效场论中的一圈软项？
• RQ3 在模场主导的规范对称性破缺中，gaugino 质量和 A-项在树图水平下何时为零？
• RQ4 在 orbifold 模型中，规范阈值修正与 Green-Schwarz 项对软谱有何影响？
• RQ5 如何通过实验区分由此产生的谱结构，特别是针对 114 GeV 的希格斯玻色子？

主要发现

• 一环图下的标量质量通常非零，且依赖于正则化方案，这挑战了标准异常介导场景中假设标量质量为零的普遍性。
• 标准异常介导场景中假设标量质量为零并非普遍成立；当正则化过程破坏模不变性或包含非平凡的阈值修正时，标量质量会非零。
• 若规范对称性破缺由模场主导，且模场在自对偶点稳定，则 gaugino 质量和 A-项在树图水平下为零，但 B-项是否为零取决于 µ-项的起源。
• 为 O-I、O-II 和 gaugino 凝结模型计算了显式谱，其中希格斯玻色子质量为 114 GeV，为对撞机物理提供了可检验的预测。
• 软项的模型依赖性——尤其是通过 pi 和 γα 等参数——为通过精密测量区分不同弦论启发模型提供了清晰策略。
• dilaton 介导、模场 F-项与阈值修正之间的相互作用，即使在自对偶模场点，也会在 A-项和标量质量中产生非平凡修正。