[论文解读] Precise predictions for BR$(B_{s,d}^0 o \ell \bar \ell)$ in models beyond the MSSM with { t SARAH} and { t SPheno}

Herbert K. Dreiner, Kilian Nickel+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本论文提出了一种通用框架，用于在超对称与非超对称模型中，利用SARAH和SPheno工具对$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$衰变进行精确的一圈计算。该框架通过自动生成Fortran代码，实现了对各类模型中味改变中性流过程的自动化数值计算，显著简化了超越MSSM的稀有B介子衰变现象学研究。

ABSTRACT

We present the possibility of calculating the quark flavor changing neutral current decays $B_{s}^0 o \ell \bar \ell$ and $B_{d}^0 o \ell \bar \ell$ for a large variety of supersymmetric models. For this purpose, the complete one-loop calculation has been implemented in a generic form in the Mathematica package SARAH. This information is used by SARAH to generate Fortran source code for SPheno for a numerical evaluation of these processes in a given model. We comment also on the possibility to use this setup for non-supersymmetric models.

研究动机与目标

• 实现对超越MSSM的广泛超对称模型中稀有$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$衰变的精确理论预测。
• 解决B介子衰变中味改变中性流的挑战，这些过程对新物理贡献极为敏感。
• 开发一种通用的自动化框架，支持使用计算工具对这些衰变进行模型无关的计算。
• 将框架的应用范围从超对称扩展至非超对称模型。
• 为新物理情景下稀有衰变分支比的生成提供系统且高效的方法。

提出的方法

• 在Mathematica中的SARAH软件包内实现$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$衰变的完整一环计算。
• 利用SARAH自动生成SPheno所需的Fortran源代码，实现在任意给定模型中对衰变振幅的数值评估。
• 利用SARAH的模型构建能力，处理与味改变过程相关的复杂粒子内容和相互作用。
• 通过振幅计算的通用实现，确保与超对称和非超对称模型的兼容性。
• 利用自动化流程实现高精度的分支比计算，包括圈修正。
• 通过在SPheno框架内一致地嵌入模型参数和跑动的归一化群演化，对框架进行验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在一大类超对称模型中实现$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$衰变的一环精确预测？
• RQ2 SARAH-SPheno框架在多大程度上可推广至非超对称模型以处理稀有B介子衰变？
• RQ3 自动化代码生成在简化味改变中性流过程计算方面起到什么作用？
• RQ4 该框架如何确保稀有衰变分支比数值评估的数值精度与一致性？
• RQ5 该方法是否可应用于超越MSSM的、具有复杂味结构的模型？

主要发现

• 该框架实现了使用SARAH和SPheno在模型无关基础上对$B_{s,d}^0 \to \ell \bar\ell$衰变进行一环水平的自动化计算。
• 该实现支持超越MSSM的广泛超对称模型，包括具有扩展希格斯结构或R-奇偶性破坏的模型。
• 该方法可扩展至非超对称模型，从而扩大其在各种BSM情景中的适用性。
• SARAH生成的Fortran代码确保了在任意给定模型中对分支比的高精度数值评估。
• 该框架为研究稀有B介子衰变提供了一套系统且可复现的方法，这对在味敏感可观测量中检验新物理至关重要。
• 自动化显著减少了人为错误，并加速了B物理中味改变中性流过程的现象学分析。