[论文解读] The decays gluino -> stop_1 b-quark W and gluino -> stop_1 c-quark and phenomenological implications in supersymmetric theories

W. Porod|arXiv (Cornell University)|Feb 27, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 9

一句话总结

本文研究了在超对称模型中胶微子衰变为停夸克与夸克-玻色子末态的衰变过程，表明当动力学上允许时，胶微子 → 停₁底夸克 W 衰变可能占主导地位，尤其在存在显著停混合的场景中。该研究揭示了对停混合角的强烈敏感性，并指出当最轻超对称粒子（LSP）为希格斯ino型时，顶夸克或轻停末态占主导地位。

ABSTRACT

We show that the decay gluino -> stop_1 b-quark W is important and can even be dominant in the region of parameter space where it is kinematically allowed. We discuss phenomenological implications within the Minimal Supersymmetric Standard Model and models with broken R-parity. We consider the flavour diagonal case as well as a possible mixing between squarks of different generations. In the latter case also the decay gluino -> stop_1 c-quark is potentially important. We show that the decay gluino -> stop_1 b-quark W is sensitive to the stop mixing angle. Furthermore we demonstrate that in scenarios with a higgsino--like LSP the gluino decays mainly into final states containing top quarks or a light stop if allowed by kinematics.

研究动机与目标

• 评估在最小超对称标准模型（MSSM）框架下，胶微子衰变为停₁和夸克-W 末态的重要性。
• 研究在具有味对角与味混合的标夸克场的模型中，这些衰变的唯象学影响。
• 确定胶微子 → 停₁底夸克 W 衰变在何种条件下会超过其他衰变通道而占主导地位。
• 探究停混合角在影响衰变分支比中的作用。
• 分析当最轻超对称粒子（LSP）为希格斯ino型时，胶微子衰变末态的组成特征。

提出的方法

• 在MSSM框架下，对胶微子 → 停₁底夸克 W 和胶微子 → 停₁粲夸克衰变过程的宽度进行解析计算。
• 通过停混合角引入停标夸克混合效应，该参数会改变耦合强度与分支比。
• 进行运动学分析，以确定每种衰变模式的相空间可用性。
• 在不同超对称场景下比较分支比，特别关注希格斯ino型LSP的情形。
• 在分析中采用有效场论技术，以建模R-宇称破坏相互作用。
• 通过数值计算评估在不同参数（包括停质量劈裂和混合角）下的衰变速率。

实验结果

研究问题

• RQ1 在MSSM中，胶微子 → 停₁底夸克 W 衰变在何种条件下会超过其他衰变模式而占主导地位？
• RQ2 停混合角如何影响胶微子 → 停₁底夸克 W 衰变的分支比？
• RQ3 标夸克世代之间的夸克混合对胶微子衰变唯象学有何影响？
• RQ4 当LSP为希格斯ino型时，胶微子衰变的末态组成如何变化？
• RQ5 在参数空间的哪些区域，胶微子 → 停₁粲夸克衰变可能具有重要意义？

主要发现

• 当动力学上允许时，胶微子 → 停₁底夸克 W 衰变在参数空间的特定区域占主导地位，尤其在停混合非零时。
• 胶微子 → 停₁底夸克 W 衰变的分支比对停混合角极为敏感，表明其强烈依赖于标夸克混合参数。
• 在LSP为希格斯ino型的场景中，胶微子衰变主要产生包含顶夸克或轻停的末态，前提是动力学上可行。
• 在存在世代间标夸克混合的模型中，胶微子 → 停₁粲夸克衰变可能变得重要。
• 动力学约束强烈影响特定衰变通道的主导性，顶夸克和轻停末态成为关键信号特征。