Жаңа минималды суперсимметриялық модель (NMSSM) мү-проблемасын шешеді. Стандартты модельге қосымша синлеттік өріс қосылып, бұл мәселенің шешімі ұсынылады. Бөлшек физикасы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
МССМ-нің кеңейтілуі mu проблемасын шешу
Extension to the MSSM solving the mu problem
Бөлшектер физикасында NMSSM – Next to Minimal Supersymmetric Standard Model (Минималды суперсимметриялық стандартты модельге жақын) деген сөздердің аббревиатурасы. Бұл Стандартты модельдің суперсимметриялық кеңейтімі болып табылады, ол МССМ-ге қосымша синглетті хиральды супер өрісті қосады және mu терминін динамикалық түрде тудыруға, сол арқылы mu проблемасын шешуге мүмкіндік береді. NMSSM туралы мақалалар қарауға қолжетімді. Минималды суперсимметриялық стандартты модель суперпотенциал терминіндегі mu параметрінің неге электрожұқай масштабта екенін түсіндірмейді. Next to Minimal Supersymmetric Standard Model идеясы – mu терминін гаджетті синглетті, хиральды супер өріске дейін жеткізу болып табылады. NMSSM үшін суперпотенциал келесідей беріледі:
In particle physics, NMSSM is an acronym for Next to Minimal Supersymmetric Standard Model. It is a supersymmetric extension to the Standard Model that adds an additional singlet chiral superfield to the MSSM and can be used to dynamically generate the term, solving the problem. Articles about the NMSSM are available for review. The Minimal Supersymmetric Standard Model does not explain why the parameter in the superpotential term is at the electroweak scale. The idea behind the Next to Minimal Supersymmetric Standard Model is to promote the term to a gauge singlet, chiral superfield Note that the scalar superpartner of the singlino is denoted by and the spin 1/2 singlino superpartner by in the following. The superpotential for the NMSSM is given by
мұндағы Стандартты модель фермиондары үшін Юкава байланыстарын көрсетеді. Суперпотенциалдың массалық өлшемі 3-ке тең болғандықтан, байланыстар өлшемсіз; сондықтан МССМ-нің mu проблемасы NMSSM-де шешіледі, NMSSM суперпотенциалы масштабқа қатысты инвариантты болып табылады. терминінің рөлі – тиімді mu терминін тудыру. Бұл синглеттің скалярлық компонентінің вакуумдық күту мәніне ие болуы арқылы жүзеге асырылады; яғни, бізде бар:
where gives the Yukawa couplings for the Standard Model fermions. Since the superpotential has a mass dimension of 3, the couplings and are dimensionless; hence the problem of the MSSM is solved in the NMSSM, the superpotential of the NMSSM being scale invariant. The role of the term is to generate an effective term. This is done with the scalar component of the singlet getting a vacuum expectation value of ; that is, we have
термінсіз суперпотенциал U(1)' симметриясына ие болар еді, осыған байланысты Пеццей-Квинн симметриясы деп аталады; Пеццей-Квинн теориясына қараңыз. Бұл қосымша симметрия феноменологияны толығымен өзгертеді. терминінің рөлі – осы U(1)' симметриясын бұзу. термині үш сызықты түрде енгізілген, сондықтан ол өлшемсіз болады. Алайда, дискретті симметрия сақталады, сонымен қатар ол спонтанды түрде бұзылады. Принцип бойынша, бұл домендік қабырға проблемасына әкеледі. Қосымша, бірақ үлкен емес терминдерді енгізу арқылы симметрия электрожұқай масштабтағы феноменологияны өзгертпей бұзылуы мүмкін. Домендік қабырға проблемасы осылайша электрожұқай масштабтан тыс кез келген өзгерістерсіз айналып өтіледі деп есептеледі. МССМ-нің mu проблемасын шешу үшін басқа да модельдер ұсынылды. Бір идея – суперпотенциалда mu терминін сақтап, U(1)' симметриясын ескеру. Егер бұл симметрия жергілікті болса, бұл модельде UMSSM деп аталатын қосымша өлшегіш бозон болжанады.
Without the term the superpotential would have a U(1)' symmetry, so called Peccei–Quinn symmetry; see Peccei–Quinn theory. This additional symmetry would alter the phenomenology completely. The role of the term is to break this U(1)' symmetry. The term is introduced trilinearly such that is dimensionless. However, there remains a discrete symmetry, which is moreover broken spontaneously. In principle this leads to the domain wall problem. Introducing additional but suppressed terms, the symmetry can be broken without changing phenomenology at the electroweak scale. It is assumed that the domain wall problem is circumvented in this way without any modifications except far beyond the electroweak scale. Other models have been proposed which solve the problem of the MSSM. One idea is to keep the term in the superpotential and take the U(1)' symmetry into account. Assuming this symmetry to be local, an additional, gauge boson is predicted in this model, called the UMSSM.
Феноменология
Қосымша синглет болғандықтан, NMSSM жалпы алғанда MSSM-мен салыстырғанда Higgs секторы мен нейтралино секторының феноменологиясын өзгертеді.
Due to the additional singlet , the NMSSM alters in general the phenomenology of both the Higgs sector and the neutralino sector compared with the MSSM.
Хиггс феноменологиясы
Стандартты модельде бір физикалық Хиггс бозоны бар. МССМ-де бес физикалық Хиггс бозоны кездеседі. NMSSM-дегі қосымша синлетке байланысты тағы екі Хиггс бозоны бар; яғни, барлығы жеті физикалық Хиггс бозоны бар. Оның Хиггс секторы, демек, МССМ-ге қарағанда әлдеқайда бай. Атап айтқанда, Хиггс потенциалы, әдетте, CP түрлендірулері бойынша инвариантты емес; CP бұзу туралы қараңыз. Әдетте, NMSSM-дегі Хиггс бозондары массаның арту ретімен белгіленеді; яғни, ең жеңіл Хиггс бозонымен . CP-ні сақтайтын Хиггс потенциалының ерекше жағдайында үш CP-жұп Хиггс бозоны, , екі CP-тақ бозоны, , және бір жұп зарядталған Хиггс бозоны болады. МССМ-де ең жеңіл Хиггс бозоны әрқашан Стандартты модельге ұқсас болады, сондықтан оның өндірілуі мен ыдырауы шамамен белгілі. NMSSM-де ең жеңіл Хиггс өте жеңіл болуы мүмкін (тіпті 1 ГэВ шамасында), сондықтан ол әзірге анықталмаған болуы мүмкін. Сонымен қатар, CP сақталатын жағдайда, ең жеңіл CP-жұп Хиггс бозонының ең төменгі шегі МССМ-ге қарағанда жоғарылайды. Осы себепті соңғы жылдары NMSSM көп назарға ие болды.
In the Standard Model we have one physical Higgs boson. In the MSSM we encounter five physical Higgs bosons. Due to the additional singlet in the NMSSM we have two more Higgs bosons; that is, in total seven physical Higgs bosons. Its Higgs sector is therefore much richer than that of the MSSM. In particular, the Higgs potential is in general no longer invariant under CP transformations; see CP violation. Typically, the Higgs bosons in the NMSSM are denoted in an order with increasing masses; that is, by , with the lightest Higgs boson. In the special case of a CP conserving Higgs potential we have three CP even Higgs bosons, , two CP odd ones, , and a pair of charged Higgs bosons, In the MSSM, the lightest Higgs boson is always Standard Model like, and therefore its production and decays are roughly known. In the NMSSM, the lightest Higgs can be very light (even of the order of 1 GeV), and thus may have escaped detection so far. In addition, in the CP conserving case, the lightest CP even Higgs boson turns out to have an enhanced lower bound compared with the MSSM. This is one of the reasons why the NMSSM has been the focus of much attention in recent years.
Нейтралино феноменологиясы
Спин 1/2 синглино MSSM-нің төрт нейтралиносына қарағанда бесінші нейтралиноны тудырады. Синглино ешқандай өлшеу бозондарымен, гаугинолармен (өлшеу бозондарының суперсеріктері), лептондармен, слептондармен (лептондардың суперсеріктері), кварктармен немесе скварктармен (кварктардың суперсеріктері) байланыспайды. Егер суперсимметриялық серіктес бөлшектер коллайдерде, мысалы, LHC-де пайда болса, каскадтық ыдырау кезінде синглино ескерілмейді және осылайша анықтаудан қашады. Дегенмен, егер синглино ең жеңіл суперсимметриялық бөлшек (LSP) болса, барлық суперсимметриялық серіктес бөлшектер соңында синглиноға ыдырайды. R-паритетінің сақталуының арқасында бұл LSP тұрақты болады. Осылайша, синглиноны детектордағы жоғалған көлденең энергия арқылы анықтауға болады.
The spin 1/2 singlino gives a fifth neutralino, compared with the four neutralinos of the MSSM. The singlino does not couple with any gauge bosons, gauginos (the superpartners of the gauge bosons), leptons, sleptons (the superpartners of the leptons), quarks or squarks (the superpartners of the quarks). Suppose that a supersymmetric partner particle is produced at a collider, for instance at the LHC, the singlino is omitted in cascade decays and therefore escapes detection. However, if the singlino is the lightest supersymmetric particle (LSP), all supersymmetric partner particles eventually decay into the singlino. Due to R parity conservation this LSP is stable. In this way the singlino could be detected via missing transverse energy in a detector.