[论文解读] Simulations of R-parity Violating SUSY Models

Peter Richardson|arXiv (Cornell University)|Jan 10, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 8被引用 11

一句话总结

本文开发了针对HERWIG的蒙特卡洛事件生成器扩展，用于在强子-强子碰撞中模拟R-宇称破坏的超对称（R-宇称破坏SUSY），并整合了QCD辐射和角度有序效应。结果表明，与通过R-宇称破坏模式产生共振选择道的衰变相比，来自规范介导选择道衰变的同电荷 dilepton 信号可在更低的R-宇称破坏耦合常数下被探测到，后者由于色相干效应需要较大的耦合常数才能被探测到。

ABSTRACT

In recent years there has been a great deal of interest in R-parity violating supersymmetric models. We explain the motivation for studying these models and explore the various phenomenological consequences of R-parity violation. It has become essential for the experimental study of any new model to have a Monte Carlo event generator which includes the processes predicted by that model. We review the techniques used in the construction of these simulations and show how we have extended the HERWIG event generator to include R-parity violating processes. We discuss how to treat the emission of QCD radiation in these processes including colour coherence effects via the angular-ordered parton shower. We then make use of this simulation to investigate the discovery potential for resonant slepton production, via either supersymmetric gauge or R-parity violating decay modes, in hadron-hadron collisions. Finally, we look at the possibility that the KARMEN time anomaly can be explained by the existence of a light neutralino which is produced and decays via R-parity violation.

研究动机与目标

• 开发用于强子对撞机中R-宇称破坏SUSY过程的蒙特卡洛模拟框架。
• 通过角度有序部分子喷流模型，将QCD辐射和色相干效应整合到R-宇称破坏衰变中。
• 评估通过R-宇称破坏和规范介导衰变模式产生共振选择道的发现潜力。
• 研究R-宇称破坏π衰变产生的轻中性ino是否可解释KARMEN时间异常。
• 评估来自精确电弱测量和不可见Z宽度测量对R-宇称破坏耦合的实验约束。

提出的方法

• 扩展HERWIG事件生成器，以包含超对称模型中的R-宇称破坏过程。
• 实现角度有序部分子喷流，以模拟R-宇称破坏衰变中的QCD辐射和色相干效应。
• 使用蒙特卡洛程序模拟R-宇称破坏末态的硬过程、部分子喷流和强子化。
• 应用色 singlet 簇模型，模拟涉及多个夸克的R-宇称破坏衰变的强子化。
• 计算通过UDD和LQD过程产生共振选择道和squark的截面。
• 整合MSSM中的费曼规则和耦合约束，以计算衰变速率和截面。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否使用扩展的蒙特卡洛生成器在强子对撞机中有效模拟R-宇称破坏SUSY过程？
• RQ2 R-宇称破坏衰变中的色相干效应如何影响共振选择道产生过程的信号与背景比？
• RQ3 观测共振选择道衰变在QCD背景之上所需的最小R-宇称破坏Yukawa耦合常数是多少？
• RQ4 KARMEN时间异常是否可由通过R-宇称破坏π衰变产生的轻中性ino并衰变为三轻子来解释？
• RQ5 来自精确电弱测量和不可见Z宽度测量的实验限制对R-宇称破坏耦合有何影响？

主要发现

• 来自规范介导选择道衰变的同电荷dilepton信号在R-宇称破坏Yukawa耦合常数较小时即可在QCD背景之上被探测到。
• 由于色相干效应抑制了信号，R-宇称破坏衰变的共振选择道状态需要较大的Yukawa耦合常数才能被探测到。
• 部分子喷流中的角度有序性通过增强末态喷流与R-宇称破坏衰变拓扑结构之间的相关性，改善了信号提取。
• 若耦合足够大，KARMEN异常可由通过R-宇称破坏π衰变产生的轻中性ino并衰变为三轻子来解释。
• 不可见Z宽度和$e^+e^- o u\bar{\nu}\gamma$测量进一步限制了轻中性ino的允许参数空间。
• 精确电弱测量进一步约束了R-宇称破坏耦合，尤其在MSSM参数空间背景下。