[论文解读] Some examples of F and D-term SUSY breaking models

Luis Filipe Matos|ArXiv.org|Oct 2, 2009

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 25被引用 10

一句话总结

本文研究了在全局真空中同时由F项和D项破缺超对称性（SUSY）的模型，证明在规范Kähler势和可重整化超势下，这种联合破缺是不可能的。文章提出了两个可行的模型——带单态的SQCD和一个费米子形变的ISS模型——其中F项和D项均对SUSY破缺有贡献，且D项通过量子修正被抑制，从而为在不精细调节的情况下获得更大的 gaugino 质量提供了新路径。

ABSTRACT

In this paper we investigate the possibility of finding models that, in the global minimum, break SUSY by a combined F and D-term effect. We find that if the superpotential is a cubic polynomial in the fields and the Kahler potential is canonical this does not happen. We then give two examples where the previous conditions do not apply and where the vacuum of the model breaks SUSY by combined F and D-term vevs: SQCD+singlet with N_C=N_F+1, and a baryon deformed ISS model. We briefly discuss the phenomenological viability of the models.

研究动机与目标

• 研究在全局真空中，超对称性是否可通过F项与D项的联合机制破缺，而非通过亚稳态实现。
• 确定在何种条件下，F项与D项可同时在真空中破缺SUSY，从而挑战传统观点——即在可重整化模型与规范Kähler势下，仅F项能破缺SUSY。
• 构建显式模型——带单态的SQCD和费米子形变的ISS模型——其中F项与D项均在真空中对SUSY破缺有贡献。
• 评估此类模型的理论可行性，特别是gaugino质量与标量质量的层次结构问题。
• 探讨是否存在通过一阶量子修正（如Coleman-Weinberg）稳定发散方向并生成非零D项的机制，特别是在原本以F项主导的真空中。

提出的方法

• 在可重整化超势和规范Kähler势的约束下，对有效势 $ V = V_F + V_D $ 进行解析极小化，证明在极小点处 $ V_D = 0 $。
• 采用O’Rafeartaigh型模型分析F项破缺条件，特别是秩条件与非零 $ W_i $，以确保SUSY破缺。
• 构建一个包含SQCD与单态场的模型，其中单态在无穷远处修改势能，从而规避Witten指标的约束。
• 引入一阶Coleman-Weinberg量子修正，以稳定发散方向，并在费米子形变的ISS模型中生成微小的非零D项。
• 通过标量场与辅助场的对角化假设，评估真空稳定性与D项生成，并对真空期望值与质量比进行数值检验。
• 通过参数微调，探索从纯F项破缺向F项与D项联合破缺的转变，尤其在SQCD+单态模型中。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有规范Kähler势和可重整化超势的理论中，超对称性是否可在全局最小值处通过F项与D项共同破缺？
• RQ2 为使F项与D项在真空中同时破缺（而非在亚稳态中），必须违反哪些条件？
• RQ3 Coleman-Weinberg修正如何在费米子形变的ISS模型中稳定发散方向并生成非零D项？
• RQ4 与标准ISS型模型相比，联合F项与D项破缺的模型是否能改善gaugino质量与标量质量之比？
• RQ5 能否构建一个在现象学上可行的模型，使F项与D项共同破缺SUSY，同时避免标准规范媒介机制中的精细调节问题？

主要发现

• 在规范Kähler势与可重整化超势的模型中，全局真空中F项与D项的联合SUSY破缺是不可能的，因为在 $ V_F $ 的极小点处 $ V_D = 0 $。
• 在 $ N_C = N_F + 1 $ 的SQCD+单态模型中，通过参数微调可实现F项与D项的联合破缺，其中单态在无穷远处修改势能，从而规避Witten指标约束。
• 在费米子形变的ISS模型中，Coleman-Weinberg修正稳定了发散方向并生成了微小的非零D项，其中 $ D^3/F \sim -4.1 \times 10^{-3} $ 在 $ k = 1.306 $ 时成立，表明D项被量子修正抑制。
• 在两个模型中，gaugino质量与标量质量之比仍较小（$ m_{1/2}/m_0 \sim 10^{-3} $），表明仍需精细调节才能获得较大的gaugino质量。
• 多个具有相近能量的树图极小点的存在表明，一阶量子修正在真空选择中起关键作用，其完整影响仍有待进一步研究。
• 两个模型均表明，当规范Kähler势或F项的规范不变性被放宽时，F项与D项的联合破缺成为可能，为可行SUSY破缺机制开辟了新路径。