[论文解读] Supersymmetry with composite bosons

Alejandro Rivero|ArXiv.org|Dec 5, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 10被引用 3

一句话总结

该论文提出了一种新颖的规范对称性实现方式，其中复合玻色子——夸克扇区中的二夸克与轻子扇区中的介子——作为费米子的超伴粒子，自然形成三重态的带电超多重态。二夸克/介子与带电费米子（夸克与轻子）在自由度上的精确匹配，提供了一种动力学机制以解决层次问题，且该模型在三重态生成与一个顶夸克无法形成介子的条件下唯一稳定。

ABSTRACT

We note that hadronic susy (empirical quark-diquark) symmetry can be expanded into the lepton sector, and that for three generations the counting of degrees of freedom is the one we need to build charged supermultiplets. For this to cure hierarchy, Higgs modeling becomes restricted.

研究动机与目标

• 探索强子超对称性（夸克-二夸克）是否可扩展至包含轻子，从而形成统一的复合超对称性。
• 通过复合玻色子（二夸克与介子）抵消费米子圈图对希格斯自能的贡献，以解决层次问题。
• 解释三重态中带电费米子与复合玻色子之间粒子数巧合的成因。
• 通过其复合超对称伙伴，为轻子中的科伊德公式提供动力学解释。
• 研究该复合超对称性的破缺机制，特别是与顶夸克及电弱对称性破缺的关系。

提出的方法

• 利用夸克味构造所有可能的二夸克与介子配对，按电荷分类以识别潜在的超伴粒子。
• 统计带电与中性复合态（二夸克与介子）的数量，并与三重态中带电费米子（夸克与轻子）的数量进行比较。
• 运用群论与表示论计数，验证二夸克与介子每代恰好提供6个带电玻色子态，与6个带电费米子态完全匹配。
• 施加希格斯粒子必须以相等强度耦合至夸克与二夸克的条件，以确保对层次问题的圈图抵消。
• 分析+4/3电荷二夸克作为冗余态的作用，并提出抑制其相互作用的机制。
• 探索在强耦合常数达到临界值时超对称性是否可恢复，基于科伊德公式的保持。

实验结果

研究问题

• RQ1 夸克-二夸克超对称性能否通过介子超伴粒子一致地扩展至包含轻子？
• RQ2 为何复合玻色子（二夸克与介子）的数量恰好足以与三重态带电费米子形成超多重态？
• RQ3 若复合二夸克与介子能抵消费米子圈图对希格斯自能的贡献，层次问题如何解决？
• RQ4 +4/3电荷二夸克的作用是什么？能否通过抑制其耦合使其无害化？
• RQ5 观察到的轻子科伊德公式能否由其复合超对称伙伴解释？

主要发现

• 对于三重态的夸克与轻子，二夸克恰好提供6个带电玻色子态，电荷分别为+1/3与-2/3，与6个带电费米子（上型夸克与带电轻子）完全匹配。
• 介子恰好提供6个带电玻色子态，电荷为+1，可作为6个带电轻子的超伴粒子，完整构成超多重态。
• 该模型唯一要求三重态生成与一个顶夸克（无法形成介子），由方程 D×U = 2N 与 D(D+1)/2 = 2N 的最小解 N=3 所确定。
• 中性复合态数量（13）足以潜在包含中微子超伴粒子，尽管确切数量取决于特定模型的群论约束。
• 希格斯耦合必须与夸克-二夸克耦合相等，以抵消一阶圈修正，该条件在复合希格斯模型中可实现。
• +4/3电荷二夸克被识别为冗余态，其抑制对避免破坏模型一致性至关重要。