최소 초대칭 표준 모형
Minimal Supersymmetric Standard Model표준 모델을 넘어서는 |
---|
![]() |
표준 모델 |
최소 초대칭 표준 모델(MSSM)은 초대칭을 실현하는 표준 모델의 확장입니다.MSSM은 "현상학과 [1]일치하는 새로운 입자 상태와 새로운 상호작용의 [최소] 수"만을 고려하기 때문에 최소 초대칭 모델이다.초대칭성은 보손과 페르미온을 짝짓기 때문에 모든 표준 모형 입자는 아직 발견되지 않은 슈퍼 파트너를 가지고 있습니다.만약 발견된다면, 그러한 초입자는 [2]암흑물질의 후보가 될 수 있고, 거대한 통일이나 끈 이론의 생존에 대한 증거를 제공할 수 있을 것이다.거대 강입자 가속기를[3][4] 사용하여 초대칭의 증거를 찾지 못하자 이를 [5]포기하는 경향이 강해졌다.
배경
MSSM은 원래 1981년에 약한 규모를 안정화시켜 계층 [6]문제를 해결하기 위해 제안되었다.표준 모형의 힉스 입자의 질량은 양자 보정에 불안정하며, 이론은 약한 규모가 관측된 것보다 훨씬 약해야 한다고 예측한다.MSSM에서 힉스 입자는 페르미온적인 슈퍼파트너인 힉스노를 가지고 있으며 초대칭이 정확한 대칭일 때와 같은 질량을 가지고 있습니다.페르미온 질량은 복사적으로 안정적이기 때문에 힉스 질량은 이 안정성을 계승합니다.단, MSSM에서는 다음과 같이 여러 힉스 필드가 필요합니다.
초대칭성의 발견을 주장할 수 있는 유일한 확실한 방법은 실험실에서 초입자를 생산하는 것이다.초입자가 양성자보다 100~1000배 무거울 것으로 예상되기 때문에 입자가속기에서만 얻을 수 있는 이 입자를 만들기 위해서는 엄청난 에너지가 필요하다.테바트론은 2011년 9월 30일 정지되기 전에 초대칭 입자의 생산 증거를 적극적으로 찾고 있었다.대부분의 물리학자들은 LHC가 약한 규모를 안정시키는 역할을 한다면 LHC에서 초대칭성이 발견되어야 한다고 믿는다.표준 모델의 슈퍼파트너는 스쿼크, 글루이노, chargino, 뉴트럴리노 및 sleepon의 5가지 부류로 분류됩니다.이들 슈퍼 파티클은 MSSM에 의해 기술된 상호작용과 후속 붕괴를 가지며 각각 특징적인 시그니처를 가진다.
MSSM은 양성자의 안정성을 설명하기 위해 R 패리티를 부과한다.이것은 알려지지 않은(그리고 지정되지 않은) 역학에 의해 전달되는 라그랑지안에 명시적인 소프트 초대칭 차단 연산자를 도입함으로써 초대칭 파괴를 추가한다.이는 MSSM에 120개의 새로운 파라미터가 있음을 의미한다.이 파라미터의 대부분은 중성자 및 전자에 대한 큰 풍미 변화 중성자 전류 또는 큰 전기 쌍극자 모멘트와 같은 허용할 수 없는 현상학을 초래한다.이러한 문제를 피하기 위해 MSSM은 모든 소프트 초대칭 브레이킹을 플레이버 공간에서 대각선으로 하여 새로운 CP 위반 단계를 모두 소거합니다.
이론적 동기
표준 모델의 다른 이론적 확장보다 MSSM에 대한 세 가지 주요 동기가 있습니다. 즉, 다음과 같습니다.
이러한 동기는 큰 노력 없이 나타나며, 테바트론이나 LHC와 같은 충돌기 실험에서 MSSM이 새로운 이론의 유력한 후보인 주된 이유이다.
자연스러움
MSSM을 제안한 원래 동기는 표준 모델에서 직교적으로 발산되는 복사 보정에 대해 힉스 질량을 안정화시키는 것이었다(계층 구조 문제).초대칭 모델에서, 스칼라는 페르미온과 관련이 있고 같은 질량을 가지고 있다.페르미온 질량은 로그적으로 발산되기 때문에 스칼라 질량은 동일한 복사 안정성을 상속합니다.힉스 진공 기대치(VEV)는 라그랑지안의 음의 스칼라 질량과 관련이 있습니다.힉스 질량에 대한 복사 보정이 실제 값보다 극적으로 크지 않도록 표준 모델의 슈퍼파트너 질량은 힉스 VEV – 대략 100 GeV보다 크게 무거워서는 안 된다.2012년에 LHC에서 힉스 입자가 발견되었고, 그 질량은 125~126 GeV로 밝혀졌다.
게이지 커플링 통합
Standard Model의 Superpartner가 TeV Scale에 근접한 경우 3개의 게이지 그룹의 측정 게이지 커플링이 높은 [7][8][9]에너지로 통합됩니다.MSSM 게이지 커플링의 베타 함수는 다음과 같습니다.
게이지 그룹 | ||
---|---|---|
SU(3) | 8.5 | |
SU(2) | 29.6 | |
U(1) | 59.2 |
서 1-({ _은 SU(5) 정규화로 측정됩니다. 이 값은 표준 모델의 정규화와는 {3}{5가 Georgi-Glashow SU(5)에 의해 예측됩니다.
하나의 루프에서 게이지 결합이 통일되는 조건은 3- - 2 - 2- 3- - 1 {_ { 3 - } - \ _ { }^{ - 1 } ^{ - 1 - \ _ { 2 } - 1 - { 1 - { 1 } ^{ - { 1 } } ^1 - { 1 } ^1 - { 1 ^ - { 1 } α 1 } α 1 α 2 -
놀랍게도, 이것은 -1 ( 0의 값(\^{-의 오차에 대해 정확하게 충족된다.게이지 커플링 통합에서 이 조건을 변경하는 TeV 스케일 및 GUT 스케일 임계값 보정에는 두 가지 루프 보정이 있으며, 보다 광범위한 계산 결과에 따르면 게이지 커플링 통합은 이론적인 기대에서 약 3 표준 편차이지만 1%의 정확도로 발생한다.
이 예측은 일반적으로 MSSM과 SUSY GUT [10]모두에 대한 간접 증거로 간주된다. 게이지 연결 통일이 반드시 대통합을 의미하는 것은 아니며 게이지 연결 통일을 재현하는 다른 메커니즘이 존재한다.그러나 가까운 미래에 슈퍼파트너가 발견된다면 게이지 결합의 명백한 성공은 초대칭 대통합 이론이 높은 규모의 물리학에 유망한 후보임을 시사할 것이다.
암흑 물질
R 패리티가 유지되면 MSSM의 가장 가벼운 슈퍼 파티클(LSP)은 안정적이며 약하게 상호작용하는 매시브 파티클(WIMP)이 됩니다.즉, 전자파나 강한 상호작용이 없습니다.따라서 LSP는 좋은 암흑 물질 후보가 되어 Cold Dark Matter(CDM; 콜드 암흑 물질)의 범주에 속합니다.
하드론 충돌기에 관한 MSSM의 예측
테바트론과 LHC는 초대칭 입자를 찾는 활성 실험 프로그램을 가지고 있습니다.두 기계 모두 강입자 충돌기(테바트론의 양성자 반양성자, LHC의 양성자)이기 때문에 강한 상호작용 입자를 가장 잘 찾습니다.따라서, 대부분의 실험적인 시그니처는 스쿼크나 글루이노의 생산을 포함한다.MSSM은 R 패리티를 가지므로 가장 가벼운 초대칭 입자는 안정적이며 스쿼크와 글루이노 붕괴 후 각 붕괴 사슬에는 검출기를 보이지 않게 하는 LSP가 1개 포함되어 있다.이는 MSSM이 검출기에서 나오는 이러한 입자로부터 '에너지 누락' 신호를 발생시킬 것이라는 일반적인 예측으로 이어진다.
뉴트리노
페르미온으로 전기적으로 중성인 중성미자 4개가 있으며, 그 중 가장 가벼운 중성미자는 일반적으로 안정적입니다.일반적으로는 N',0
1 0
2N', N',0
4 N'0
3이라고 라벨이 붙어 있습니다(~ 0 ~ 0{{}^ {\이 네 가지 상태는 비노와 중성 위노(중성 전약 가우노), 중성 힉시노스의 혼합물이다.중성자는 마요라나 페르미온이기 때문에 각각 반입자와 동일하다.이 입자들은 약한 벡터 보손과만 상호작용하기 때문에 많은 수의 하드론 충돌기에서 직접 생성되지 않는다.이들은 주로 스쿼크나 글루이노와 같은 색상의 초대칭 입자에서 유래한 무거운 입자의 계단식 붕괴에서 입자로 나타납니다.
R-패리티 보존 모델에서 가장 가벼운 중성미자는 안정적이며 모든 초대칭 캐스케이드 붕괴는 결국 이 입자로 붕괴되어 검출기가 보이지 않게 되며 검출기에서 불균형 운동량을 찾아야만 그 존재를 추론할 수 있다.
무거운 중성미자는 일반적으로 Z에서0
가벼운 중성미자로, 또는 W에서±
chargino로 분해됩니다.따라서 전형적인 붕괴는
"누락 에너지" 부산물은 중성미자(N 0
1))의 질량 에너지를 나타내며, 두 번째 줄에서는 최종 붕괴에서 렙톤과 항틸렙톤으로 생성된 중성미자-항중성미자 쌍(δ + δ
)의 질량 에너지를 나타내며, 이들 모두는 현재 기술과의 개별 반응에서 검출할 수 없다.서로 다른 중성자 사이의 질량 분할이 허용되는 붕괴 패턴을 결정합니다.
카기노스
페르미온으로 전하를 띤 두 개의 차르기가 있다.일반적으로 C'±
1 및 C'±
2 라벨이 붙어 있습니다(대신 {{ 및 ± {{이 사용됩니다).무거운 chargino는 Z를 통해0
옅은 chargino로 부패할 수 있습니다.둘 다 W를±
통해 중성미자로 붕괴될 수 있습니다.
스쿼크
스쿼크는 쿼크의 스칼라 슈퍼파트너이며 각 표준 모델 쿼크에 대해 하나의 버전이 있습니다.풍미 변화 중성 전류에 따른 현상학적 제약으로 인해 일반적으로 가벼운 두 세대의 스쿼크는 질량이 거의 동일해야 하므로 별도의 이름이 붙지 않는다.상단 쿼크와 하단 쿼크의 슈퍼파트너는 가벼운 쿼크와 분리될 수 있으며, 이를 중지 및 스봇이라고 합니다.
다른 방향에서는 파트너 쿼크의 위아래 [11]질량이 높기 때문에 t~ {\ 및 b~ {\의 좌우 혼합이 두드러질 수 있습니다.
b에 대해서도 유사한 이야기가 유지되며, 자체 파라미터{\(\phi 및 도 마찬가지입니다.
스쿼크는 강한 상호작용을 통해 생성될 수 있으므로 하드론 충돌기에서 쉽게 생성된다.그들은 쿼크, 중성자 또는 chargino로 더 부패합니다.R-패리티 보존 시나리오에서 스쿼크는 쌍으로 생성되므로 일반적인 신호는 다음과 같다.
- ~ N ~ N ~ ~ 10 {\{q} {\ {{ {\ {\{1} {{ {\ + 2개의 제트 누락
- 제트 2기 + 렙톤 2기 + 에너지 손실
글루이노스
글루이노는 글루온의 메이저라나 페르미온 파트너로, 글루이노는 그들만의 반입자라는 것을 의미한다.이들은 강하게 상호작용하기 때문에 LHC에서 크게 생산될 수 있습니다.그들은 쿼크와 스쿼크로만 붕괴할 수 있으며, 따라서 전형적인 글루이노 신호는 다음과 같습니다.
- ~g ~ ( ~) ( ~ ) N ~0 ) ( {{{ } { \ { } \ )에너지 부족
글루이노는 메이저라나이므로 글루이노는 쿼크+반스쿼크 또는 반쿼크+스쿼크로 같은 확률로 붕괴할 수 있습니다.따라서, 글루이노 쌍은 붕괴될 수 있다.
- 4 ++ + + {\^{+}\ + 에너지 손실
이는 동일한 기호 디렙톤을 가지며 Standard Model에서 배경이 거의 없기 때문에 독특한 시그니처입니다.
슬립톤스
Sleepons는 Standard Model의 Leptons의 스칼라 파트너입니다.이들은 강한 상호작용을 하지 않기 때문에 매우 가볍지 않으면 하드론 충돌기에서 자주 생성되지 않습니다.
타우 렙톤의 질량이 높기 때문에 정지 및 스보톰과 유사한 좌우가 혼합됩니다(위 참조).
잠자리들은 부패 생성물이 될 정도로 가볍다면 일반적으로 차르키노와 중성자의 부패에서 발견될 것이다.
[ MSSM ]필드
페르미온은 보스닉 슈퍼파트너를 가지고 있고, 보손은 페르미온 슈퍼파트너를 가지고 있다.대부분의 표준 모델 입자의 경우 두 배로 증가하는 것은 매우 간단합니다.그러나 힉스 입자의 경우, 그것은 더 복잡하다.
단 하나의 힉스노(힉스 입자의 페르미온 슈퍼파트너)는 게이지 이상으로 이어져 이론이 일관되지 않게 될 것이다.그러나 힉시노 2개를 더하면 게이지 이상은 없다.가장 간단한 이론은 두 개의 힉시노와 두 개의 스칼라 힉스 이중으로 이루어진 이론이다.하나의 스칼라 힉스가 아닌 두 개의 스칼라 힉스가 있는 또 다른 이유는 힉스와 다운형 쿼크와 업형 쿼크 사이에 유카와 커플링이 있기 때문입니다.이것은 쿼크의 질량을 담당하는 용어입니다.표준 모델에서 다운형 쿼크는 힉스장(Y=-)에 결합됩니다.1/2) 및 업형 쿼크는 (Y=+1/2를 갖는) 복소 켤레에 도달합니다.그러나 초대칭 이론에서는 이것이 허용되지 않기 때문에 두 가지 유형의 힉스장이 필요합니다.
SM 파티클 타입 | 파티클 | 기호. | 스핀 | R패리티 | 슈퍼파트너 | 기호. | 스핀 | R패리티 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
페르미온 | 쿼크 | +1 | 스쿼크 | 0 | −1 | |||
렙톤 | +1 | 슬립톤 | 0 | −1 | ||||
보손스 | W | 1 | +1 | 위노 | −1 | |||
B | 1 | +1 | 비노 | −1 | ||||
글루온 | 1 | +1 | 글루이노 | −1 | ||||
힉스 보손 | 힉스 | 0 | +1 | 힉시노스 | −1 |
MSSM 슈퍼필드
초대칭 이론에서는 모든 분야와 그 슈퍼파트너를 슈퍼필드로 함께 쓸 수 있다.초대칭성의 슈퍼필드 공식은 명백하게 초대칭 이론을 기록하는데 매우 편리하다(즉, 라그랑지안에서 이론이 용어별로 초대칭인지 지루하게 확인할 필요가 없다).MSSM에는 벡터 보손 및 관련 게이지를 포함하는 표준 모델 게이지 그룹과 관련된 벡터 슈퍼필드가 포함되어 있습니다.또한 표준 모델 페르미온 및 힉스 보손(및 각각의 슈퍼파트너)에 대한 키랄 슈퍼필드를 포함합니다.
들판 | 다중성 | 표현 | Z패리티2 | 표준 모형 입자 |
---|---|---|---|---|
Q | 3 | − | 왼손잡이 쿼크 더블렛 | |
Uc | 3 | − | 오른손잡이 업형 반쿼크 | |
Dc. | 3 | − | 오른손잡이 다운형 반쿼크 | |
L | 3 | − | 왼손 렙톤 더블렛 | |
Ec. | 3 | − | 오른손잡이 항렙톤 | |
Hu | 1 | + | 힉스 | |
Hd | 1 | + | 힉스 |
MSSM 힉스 질량
MSSM 힉스 질량은 최소 초대칭 표준 모델의 예측입니다.가장 가벼운 힉스 입자의 질량은 힉스 4차 결합에 의해 설정됩니다.4차 결합은 힉스 질량의 2차 분산을 일으키기 때문에 부드러운 초대칭 파괴 매개변수가 아닙니다.또한 MSSM에서 힉스 질량을 자유 파라미터로 만들기 위한 초대칭 파라미터는 없습니다(비최소확장 파라미터는 아니지만).이는 힉스 질량이 MSSM의 예측임을 의미합니다.LEP II와 IV 실험은 114.4 GeV의 힉스 질량에 대한 하한선을 설정했다.이 하한은 MSSM이 일반적으로 예측하지만 MSSM을 배제하지는 않는다.질량이 125GeV인 힉스 검출은 MSSM 내의 루프 보정이 힉스 질량을 증가시키는 약 130GeV의 최대 상한 내에 있다.MSSM의 지지자들은 힉스 질량의 MSSM 계산의 상한 내에 있는 힉스 질량은 [12][13]예상보다 더 미세 조정을 가리키지만 성공적인 예측이라고 지적한다.
수식
MSSM에서 힉스용 4차 결합을 생성하는 유일한 susy 보존 연산자는 SU(2) 및 U(1) 게이지 섹터의 D-terms에 대해 발생하며 4차 결합의 크기는 게이지 결합의 크기에 따라 설정됩니다.
따라서 표준 모델과 유사한 힉스 질량(대략 VEV와 결합하는 스칼라)이 Z 질량보다 작도록 제한된다는 예측이 도출됩니다.
h 2 Z 2† {\}
초대칭이 깨지기 때문에 4차 결합에 대한 복사 보정이 있어 힉스 질량을 증가시킬 수 있습니다.이는 주로 '최상위 부문'에서 발생합니다.
서 m t{\는 최상위 이고 t~ {\는 최상위 스쿼크의 질량입니다.이 결과는 초대칭의 척도에서 최대 질량에 이르는 힉스 4차 결합의 RG 실행으로 해석될 수 있다. 그러나 상단 스쿼크 질량은 상대적으로 상단 질량에 가까워야 하기 때문에 이는 보통 상당히 적은 기여이며 상단 스쿼크가 되기 전에 대략 114 GeV의 LEP II로 힉스 질량을 증가시킨다.너무 무거웠다.
마지막으로 상위 스쿼크 A-항이 다음과 같이 기여합니다.
서 a는 무차원 숫자입니다.이것은 루프 레벨에서 힉스 질량에 추가 항을 제공하지만 로그적으로 강화되지는 않습니다.
a수직 혼합'으로 알려져 있음)을 상단 스쿼크를 분리하거나 MSSM에 새로운 역동성을 추가하지 않고도 힉스 질량을 125GeV로 푸시할 수 있습니다.
LHC에서 힉스 입자가 약 125 GeV(다른 입자와 함께 없음)에서 발견되었기 때문에 이는 'NMSSM(Next to Minimum Superymmetric Standard Model)'과 같은 MSSM 이외의 새로운 역학을 강하게 시사하며, 작은 계층 문제와의 상관관계를 시사한다.
MSSM 라그랑지안
MSSM의 라그랑지안에는 여러 조각이 포함되어 있습니다.
- 첫 번째는 물질에 대한 켈러 퍼텐셜과 필드에 대한 운동 항을 생성하는 힉스장이다.
- 두 번째 조각은 게이지 보손과 게이지를 위한 운동 항을 생성하는 게이지장 초전위입니다.
- 다음 항은 물질과 힉스장의 초잠재력입니다.이들은 표준 모델 페르미온에 대한 유카와 커플링과 힉시노에 대한 질량 용어를 생성합니다.초전위에서의 정규화 가능한 게이지 불변 연산자인 R-패리티를 적용한 후
(초중력과 대조적으로) 지구 초대칭에서 상수 항은 비물리적입니다.
소프트 수시 브레이킹
MSSM 라그랑지안의 마지막 조각은 부드러운 초대칭성을 깨는 라그랑지안입니다.MSSM의 대부분의 매개변수는 라그랑지안을 파괴하는 수시에 있다.부드러운 수시 브레이킹은 크게 세 조각으로 나뉩니다.
- 첫째는 가우지노 미사입니다
서 ~~ ({ {{ } )는 gaugino이고 는 wino, bino 및 gluino가 다릅니다.
- 다음은 스칼라 필드의 부드러운 질량입니다.
서 {}은MSSM의 스칼라 중 이고 m 은 주어진 게이지 양자 번호 세트의 스쿼크 및 슬립온에 대한 3× 33) 에르미트 행렬입니다.이러한 행렬의 고유값은 질량이 아니라 질량의 제곱입니다.
- A A 및 B의 는 다음과 같습니다.
스칼라 질량과 마찬가지로 3 입니다.
- 부드러운 용어와 관련하여 자주 언급되지는 않지만, 관찰과 일치하기 위해, Gravitino와 Goldstino의 부드러운 질량을 포함해야 한다.
이러한 부드러운 용어들이 자주 언급되지 않는 이유는 그것들이 전역 초대칭이 아닌 국소 초대칭에 의해 발생하기 때문인데, 그렇지 않으면 골드스티노가 질량이 없다면 관측과 모순될 것이다.Goldstino 모드는 Gravitino에 의해 먹혀져 게이지 시프트를 통해 질량이 되며, Goldstino의 "질량"이 될 수 있는 용어를 흡수합니다.
MSSM에 관한 문제
MSSM에는 몇 가지 문제가 있습니다.대부분의 문제는 파라미터를 이해하는 것입니다.
- 뮤의 문제:힉시노 질량 파라미터 μ는 초잠재력에서 μH로ud 나타난다. μH는 전위척도와 같은 크기로 자연 컷오프척도인 플랑크척도보다 많은 크기가 작아야 한다.연성 초대칭 파괴항은 전기 약점 척도와 같은 크기 순서여야 한다.이것은 자연성의 문제를 야기합니다.왜 이 척도가 컷오프 스케일보다 훨씬 작은가?왜 이렇게 가까운가?
- 부드러운 질량과 A-항의 풍미 보편성: 표준 모델에 의해 예측된 향미 혼합이 아직 발견되지 않았기 때문에, MSSM 라그랑지안의 추가 항 계수는 적어도 대략적으로 향미 불변(즉, 모든 향미에서 동일)이어야 한다.
- CP 위반 단계의 소형성: 지금까지 표준 모델에서 예측한 CP 위반이 추가로 발견되지 않았기 때문에 MSSM Lagrangian의 추가 항은 CP 불변량이어야 하며 CP 위반 단계가 작습니다.
초대칭 파괴 이론
슈퍼파트너 질량 및 상호작용에서 원하는 특성을 생성하는 소프트 초대칭 파괴 메커니즘을 이해하기 위해 많은 이론적 노력을 기울였습니다.가장 광범위하게 연구된 메커니즘은 다음과 같습니다.
중력 매개 초대칭 파괴
중력 매개 초대칭 파괴는 중력 상호작용을 통해 초대칭 표준 모델에 초대칭 파괴를 전달하는 방법입니다.이것은 초대칭 파괴를 전달하기 위해 제안된 첫 번째 방법이었다.중력 매개 초대칭 파괴 모델에는 중력 상호작용을 통해서만 MSSM과 상호작용하는 이론이 있습니다.이 이론의 숨겨진 부문은 초대칭성을 깨뜨린다.힉스 메커니즘의 초대칭 버전을 통해 중력자의 초대칭 버전인 중력자가 질량을 획득합니다.중력 질량이 생긴 후, 부드러운 질량에 대한 중력 복사 보정은 중력질량 아래에서 불완전하게 취소됩니다.
현재 MSSM에서 완전히 분리된 섹터를 갖는 것은 일반적이지 않으며, 플랑크 척도에 의해 억제된 고차원 연산자와 서로 다른 섹터를 연결하는 고차원 연산자가 있어야 한다.이러한 연산자는 중력 루프만큼 부드러운 초대칭성을 깨는 질량에 큰 기여를 한다. 따라서 오늘날 사람들은 보통 중력 조정을 숨겨진 섹터와 MSSM 사이의 중력 크기의 직접 상호작용으로 간주한다.
mSUGRA는 최소 초중력의 약자입니다.어디 초대칭성 파단 상호 작용 알리 Chamseddine, 리처드 Arnowitt, PranNath는 1982년에서 시행되었다는 초중력을 통해 전염된다 N=1초중력 틀 내에서 상호 작용에 대한 현실적인 모델의 건설.[14]mSUGRA은 입자 물리학을 가장 널리 조사 모델의 예측 전원에 의해.r 대통합 규모에서 저에너지 현상학을 결정하기 위해 4개의 입력 파라미터와 부호만 있으면 된다.가장 널리 사용되는 파라미터 세트는 다음과 같습니다.
기호. | 묘사 |
---|---|
대통일 척도에서의 스칼라(슬립톤, 스쿼크, 힉스보손)의 공통 질량 | |
대통일 척도의 가우노와 힉시노의 공통 질량 | |
공통 삼선형 결합 | |
두 힉스 이중의 진공 기대치의 비율 | |
힉시노 질량 파라미터의 부호 |
중력 매개 초대칭 파괴는 중력의 보편성 때문에 보편적인 맛으로 간주되었지만 1986년 Hall, Kostelecky와 Raby는 표준 모델 유카와 커플링을 생성하는 데 필요한 플랑크 규모의 물리학이 초대칭 [15]파괴의 보편성을 망친다는 것을 보여주었다.
게이지 매개 초대칭 파단(GMSB)
게이지 매개 초대칭 파괴는 표준 모델의 게이지 상호작용을 통해 초대칭 파괴를 초대칭 표준 모델에 전달하는 방법입니다.일반적으로 숨겨진 섹터는 초대칭성을 깨고 표준 모델에서 과금되는 대규모 메신저 필드에 전달합니다.이러한 메신저필드는 1개의 루프에서 가우지노 질량을 유도하고, 그 후 2개의 루프에서 스칼라 슈퍼파트너로 전송됩니다.2TeV 이하의 정지 스쿼크를 필요로 하는 경우, 예측되는 최대 힉스 입자의 질량은 121.5에 불과합니다.GeV.[16] 125GeV에서 힉스가 발견되면 이 모델에는 2TeV 이상의 정지가 필요합니다.
이상 매개 초대칭 파괴(AMSB)
이상 매개 초대칭 파괴는 중력 매개 초대칭 파괴의 특수한 유형으로, 결과적으로 초대칭 파괴가 등각 [17][18]이상을 통해 초대칭 표준 모델로 전달됩니다.2TeV 미만의 정지 스쿼크를 필요로 하며, 최대 힉스 입자의 질량은 121.0에 불과합니다.GeV.[16] 125GeV에서 힉스가 검출되는 상황에서 이 시나리오에서는 2TeV보다 무거운 멈춤이 필요합니다.
현상학적 MSSM(pMSSM)
구속되지 않은 MSSM에는 Standard Model 파라미터 외에 100개가 넘는 파라미터가 있습니다.따라서 모든 현상학적 분석(예: 관측된 데이터와 일치하는 매개변수 공간의 영역 찾기)이 실용적이지 않습니다.다음 3가지 전제 조건 하에서
- CP 위반의 새로운 원인 없음
- 풍미가 변하지 않는 중성 전류
- 제1세대와 제2세대의 보편성
추가 파라미터의 수를 다음 19개의 현상학적 MSSM(pMSSM)[19]으로 줄일 수 있다: pMSSM의 큰 파라미터 공간은 pMSSM의 검색을 매우 어렵게 하고 pMSSM을 제외하기 어렵게 한다.
기호. | 묘사 | 파라미터 수 |
---|---|---|
두 힉스 이중의 진공 기대치의 비율 | 1 | |
의사 힉스 입자의 질량 | 1 | |
힉시노 질량 파라미터 | 1 | |
바이노 질량 파라미터 | 1 | |
wino 질량 파라미터 | 1 | |
글루이노 질량 파라미터 | 1 | |
제1세대와 제2세대 스쿼크 집단 | 3 | |
제1세대와 제2세대는 군중 속에서 잠들었다. | 2 | |
제3세대 스쿼크 집단 | 3 | |
제3대째는 군중 속에서 잠을 잤다. | 2 | |
제3세대 삼선형 커플링 | 3 |
실험 테스트
지상 검출기
제논1T(암흑 물질 WIMP 검출기 - 2016년에 취역 중)[20]: Fig 7(a), p15-16 는 CMSSM과 같은 초대칭 후보를 탐색하고 테스트할 것으로 예상된다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Howard Baer; Xerxes Tata (2006). "8 - The Minimal Supersymmetric Standard Model". Weak Scale Supersymmetry From Superfields to Scattering Events. Cambridge: Cambridge University Press. p. 127. ISBN 9780511617270.
It is minimal in the sense that it contains the smallest number of new particle states and new interactions consistent with phenomenology.
- ^ Murayama, Hitoshi (2000). "Supersymmetry phenomenology". arXiv:hep-ph/0002232.
- ^ "ATLAS Supersymmetry Public Results". ATLAS, CERN. Retrieved 2014-03-25.
- ^ "CMS Supersymmetry Public Results". CMS, CERN. Retrieved 2014-03-25.
- ^ Wolchover, Natalie (November 29, 2012). "Supersymmetry Fails Test, Forcing Physics to Seek New Ideas". Scientific American.
- ^ S. Dimopoulos; H. Georgi (1981). "Softly Broken Supersymmetry and SU(5)". Nuclear Physics B. 193: 150–162. Bibcode:1981NuPhB.193..150D. doi:10.1016/0550-3213(81)90522-8. hdl:2027.42/24165.
- ^ S. Dimopoulos; S. Raby; F. Wilczek (1981). "Supersymmetry and the Scale of Unification". Physical Review D. 24 (6): 1681–1683. Bibcode:1981PhRvD..24.1681D. doi:10.1103/PhysRevD.24.1681.
- ^ L.E. Ibanez; G.G. Ross (1981). "Low-energy predictions in supersymmetric grand unified theories". Physics Letters B. 105 (6): 439. Bibcode:1981PhLB..105..439I. doi:10.1016/0370-2693(81)91200-4.
- ^ W.J. Marciano; G. Senjanović (1982). "Predictions of supersymmetric grand unified theories". Physical Review D. 25 (11): 3092. Bibcode:1982PhRvD..25.3092M. doi:10.1103/PhysRevD.25.3092.
- ^ 고든 케인, "표준 모델을 넘어선 물리학의 여명", Scientific American, 2003년 6월, 60쪽, 그리고 물리학의 프런티어, 특별판, Vol 15, #3, 8쪽 "초대칭성에 대한 간접적 증거는 높은 에너지와의 상호작용의 외삽에서 나온다."
- ^ Bartl, A.; Hesselbach, S.; Hidaka, K.; Kernreiter, T.; Porod, W. (2003). "Impact of SUSY CP Phases on Stop and Sbottom Decays in the MSSM". arXiv:hep-ph/0306281.
- ^ Heinemeyer, S.; Stål, O.; Weiglein, G. (2012). "Interpreting the LHC Higgs search results in the MSSM". Physics Letters B. 710: 201–206. arXiv:1112.3026. Bibcode:2012PhLB..710..201H. doi:10.1016/j.physletb.2012.02.084. S2CID 118682857.
- ^ Carena, M.; Heinemeyer, S.; Wagner, C. E. M.; Weiglein, G. (2006). "MSSM Higgs boson searches at the evatron and the LHC: Impact of different benchmark scenarios" (PDF). The European Physical Journal C. 45 (3): 797–814. arXiv:hep-ph/0511023. Bibcode:2006EPJC...45..797C. doi:10.1140/epjc/s2005-02470-y. S2CID 14540548.
- ^ A. Chamseddine; R. Arnowitt; P. Nath (1982). "Locally Supersymmetric Grand Unification". Physical Review Letters. 49 (14): 970–974. Bibcode:1982PhRvL..49..970C. doi:10.1103/PhysRevLett.49.970.
- ^ Hall, L.J.; Kostelecky, V.A.; Raby, S. (1986). "New Flavor Violations in Supergravity Models". Nuclear Physics B. 267 (2): 415. Bibcode:1986NuPhB.267..415H. doi:10.1016/0550-3213(86)90397-4.
- ^ a b Arbey, A.; Battaglia, M.; Djouadi, A.; Mahmoudi, F.; Quevillon, J. (2012). "Implications of a 125 GeV Higgs for supersymmetric models". Physics Letters B. 3. 708 (2012): 162–169. arXiv:1112.3028. Bibcode:2012PhLB..708..162A. doi:10.1016/j.physletb.2012.01.053. S2CID 119246109.
- ^ L. Randall; R. Sundrum (1999). "Out of this world supersymmetry breaking". Nuclear Physics B. 557 (1–2): 79–118. arXiv:hep-th/9810155. Bibcode:1999NuPhB.557...79R. doi:10.1016/S0550-3213(99)00359-4. S2CID 1408101.
- ^ G. Giudice; M. Luty; H. Murayama; R. Rattazzi (1998). "Gaugino mass without singlets". Journal of High Energy Physics. 9812 (12): 027. arXiv:hep-ph/9810442. Bibcode:1998JHEP...12..027G. doi:10.1088/1126-6708/1998/12/027. S2CID 12517291.
- ^ Djouadi, A.; Rosier-Lees, S.; Bezouh, M.; Bizouard, M. A.; Boehm, C.; Borzumati, F.; Briot, C.; Carr, J.; Causse, M. B.; Charles, F.; Chereau, X.; Colas, P.; Duflot, L.; Dupperin, A.; Ealet, A.; El-Mamouni, H.; Ghodbane, N.; Gieres, F.; Gonzalez-Pineiro, B.; Gourmelen, S.; Grenier, G.; Gris, Ph.; Grivaz, J. -F.; Hebrard, C.; Ille, B.; Kneur, J. -L.; Kostantinidis, N.; Layssac, J.; Lebrun, P.; et al. (1999). "The Minimal Supersymmetric Standard Model: Group Summary Report". arXiv:hep-ph/9901246.
- ^ Roszkowski, Leszek; Sessolo, Enrico Maria; Williams, Andrew J. (11 August 2014). "What next for the CMSSM and the NUHM: improved prospects for superpartner and dark matter detection". Journal of High Energy Physics. 2014 (8): 067. arXiv:1405.4289. Bibcode:2014JHEP...08..067R. doi:10.1007/JHEP08(2014)067. S2CID 53526400.
외부 링크
- arxiv.org의 MSSM
- Stephen P. Martin (1997). "A Supersymmetry Primer". Advanced Series on Directions in High Energy Physics. 18: 1–98. arXiv:hep-ph/9709356. doi:10.1142/9789812839657_0001. ISBN 978-981-02-3553-6. S2CID 118973381.
- MSSM 입자 데이터 그룹 검토 및 MSSM 예측 입자 검색
- Ian J. R. Aitchison (2005). "Supersymmetry and the MSSM: An Elementary Introduction". arXiv:hep-ph/0505105.