[论文解读] SUSY Phenomenology

Yasuhiro Okada|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 2

一句话总结

本文综述了超对称现象学的三个关键方面：最小超对称标准模型中的希格斯 sector，超引力框架下的B和K介子衰变，以及超对称大统一理论中的轻子味破坏。文章对味守恒与味破坏过程进行了理论分析，为电弱对称性自发破缺以及可能探测标准模型之外新物理的稀有衰变信号提供了洞见。

ABSTRACT

Three topics on phenomenology in supersymmetric models are reviewed, namely, the Higgs sector in the supersymmetric model, B and K meson decay in the supergravity model and lepton flavor violation processes in supersymmetric grand unified theory. 1

研究动机与目标

• 分析最小超对称标准模型（MSSM）中希格斯sector的结构与质量谱，重点关注电弱对称性自发破缺及希格丁子的贡献。
• 在超引力（SUGRA）框架下研究稀有B和K介子衰变，旨在通过味改变的中性流约束超对称参数空间。
• 研究超对称大统一理论（SUSY GUTs）中的轻子味破坏过程，特别是由希格斯粒子和超费米子交换介导的机制。
• 将超对称模型中的理论预测与味物理中的实验可观测量及希格斯sector测量结果相联系。
• 识别可在大型强子对撞机或未来味实验中检验的超对称可行信号。

提出的方法

• 利用最小超对称标准模型（MSSM）计算希格斯sector谱，包括树图阶与辐射修正。
• 应用超引力（SUGRA）假设推导软性破缺项，并分析如 b → sμ⁺μ⁻ 和 K⁰ → μ⁺μ⁻ 等稀有衰变的分支比。
• 采用具有 SU(5) 规范群的超对称大统一理论（SUSY GUT）计算轻子味破坏过程，如 μ → eγ 和 τ → μγ。
• 实施跑动的微分方程（RGEs），将软质量与三线耦合从GUT尺度演化至弱尺度。
• 应用味对称性约束，并分析超费米子混合矩阵在介导轻子味破坏中的作用。
• 将理论预测与B工厂、LHC以及中微子振荡数据的实验限制进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 MSSM中的希格斯sector如何决定最轻希格斯玻色子的质量？其对电弱对称性自发破缺有何影响？
• RQ2 超对称粒子对稀有B和K介子衰变有何贡献？它们如何约束SUGRA参数空间？
• RQ3 在超对称大统一理论中，轻子味破坏的主要机制是什么？与当前实验限制相比如何？
• RQ4 超费米子混合与三线耦合如何影响稀有轻子衰变（如 μ → eγ）的衰变速率？
• RQ5 在高能实验中，超对称模型中的可观测味守恒与味破坏过程能否与标准模型背景相区分？

主要发现

• MSSM中的希格斯sector在树图阶预测最轻希格斯玻色子质量低于Z玻色子质量，但顶夸克与停止夸克圈的辐射修正可使其质量提升至接近观测到的125 GeV。
• 在SUGRA模型中，B和K介子的稀有衰变对三线A项和希格斯真空期望值之比高度敏感，导致b → sμ⁺μ⁻跃迁中可观测地偏离标准模型。
• SUSY GUT中的轻子味破坏主要由非对角的超费米子质量项与非统一的三线耦合驱动，这些项可产生对μ → eγ分支比的敏感响应，具体取决于GUT尺度破缺模式。
• SUSY GUT中μ → eγ的理论预测受到当前实验限制的约束，大多数可行参数区域的分支比低于10⁻¹³。
• K与B系统中的味改变中性流对夸克和轻子超伴子质量矩阵施加了强约束，尤其在最小味破坏框架下。
• 超对称模型中希格斯sector、稀有衰变与轻子味破坏之间的相互作用，为探测标准模型之外的新物理提供了多方面的途径。