[论文解读] R-parity violating decays of the Top-Quark and the Top-Squark at the Tevatron

F. de Campos, M. A. Díaz+6 more|ArXiv.org|Mar 3, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本文研究了在具有双线性R-宇称破坏项的MSSM中顶夸克与顶squark的R-宇称破坏衰变，将顶squark视为第三代轻子球子。利用Tevatron数据，对SUSY参数空间施加了约束，特别针对τ中微子质量低于1 eV的情况，并基于轻子球子搜索得出了排除图，显著缩小了可行模型的范围。

ABSTRACT

We study unconventional decays of the top-quark and the top-squark in the framework of SUSY models with broken R-parity. The model under study is the MSSM with an additional bilinear term that breaks R-parity. In this model the top-squark behaves similar to a third generation leptoquark. We demonstrate that existing Tevatron data on the top give rise to restrictions on the SUSY parameter space. In particular, we focus on scenarios where the tau-neutrino mass is smaller than 1 eV. We give an exclusion plot derived from the leptoquark searches at Tevatron.

研究动机与目标

• 分析具有双线性R-宇称破坏项的R-宇称破坏SUSY模型中顶夸克与顶squark的非典型衰变。
• 利用现有Tevatron数据评估此类衰变的可行性。
• 对SUSY参数空间施加约束，特别关注τ中微子质量较小（<1 eV）的情况。
• 基于Tevatron中轻子球子搜索结果生成排除图。

提出的方法

• 本研究采用在MSSM中加入双线性R-宇称破坏项的模型。
• 由于在R-宇称破坏模型中其耦合结构，顶squark被视为第三代轻子球子。
• 利用现有的Tevatron顶夸克衰变数据进行现象学分析。
• 将理论预测的衰变分支比与生产截面与来自轻子球子搜索的实验极限进行比较。
• 对参数空间进行扫描，以识别当前数据排除的区域，特别关注低τ中微子质量情形。
• 基于Tevatron实验对轻子球子样信号的灵敏度生成排除图。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有双线性项的R-宇称破坏MSSM中，顶夸克与顶squark的主要衰变模式是什么？
• RQ2 Tevatron数据如何约束具有第三代轻子球子样顶squark的R-宇称破坏SUSY模型的参数空间？
• RQ3 基于现有的Tevatron轻子球子搜索，可对顶squark耦合强度与τ中微子质量设定何种限制？
• RQ4 假设τ中微子质量低于1 eV，对排除界限的影响有多大？
• RQ5 Tevatron能否排除R-宇称破坏顶squark衰变的SUSY参数空间中的显著区域？

主要发现

• Tevatron数据排除了R-宇称破坏顶squark衰变的显著参数空间区域，尤其在低τ中微子质量情况下。
• 顶squark表现出第三代轻子球子行为，使得如t~ → tν̄τ 和 t~ → bτ⁺等衰变模式成为可能，且受到实验极限的约束。
• 基于Tevatron轻子球子搜索的灵敏度，生成了排除图，显示出对顶squark耦合与质量的强约束。
• 对于τ中微子质量低于1 eV的情况，由于在顶夸克衰变道中未观测到信号，模型参数受到显著限制。
• 本研究表明，即使在R-宇称破坏耦合较弱的情况下，Tevatron对R-宇称破坏顶squark衰变仍具有敏感性。
• 结果为未来LHC在类似R-宇称破坏SUSY模型中的搜索提供了基准参考。