Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Расширение MSSM для решения μ-проблемы
Extension to the MSSM solving the mu problem
В физике частиц NMSSM — это аббревиатура Next to Minimal Supersymmetric Standard Model (Следующая за минимальной суперсимметричной стандартной моделью). Это суперсимметричное расширение Стандартной модели, которое добавляет дополнительное синглетное хиральное суперполе к MSSM и может использоваться для динамического генерирования μ-терма, решая μ-проблему. Статьи о NMSSM доступны для ознакомления. Минимальная суперсимметричная стандартная модель не объясняет, почему параметр μ в суперпотенциальном терме находится на электрослабой шкале. Идея, лежащая в основе Next to Minimal Supersymmetric Standard Model, заключается в повышении μ-терма до синглетного, хирального суперполя. Обратите внимание, что скалярный суперпартнер синглино обозначается как , а спин 1/2 синглино суперпартнер обозначается как в дальнейшем. Суперпотенциал для NMSSM задается как
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
где определяет связи Юкавы для фермионов Стандартной модели. Поскольку суперпотенциал имеет размерность массы 3, связи и безразмерны; следовательно, μ-проблема MSSM решается в NMSSM, а суперпотенциал NMSSM является инвариантным относительно масштаба. Роль μ-терма заключается в генерации эффективного μ-терма. Это достигается за счет того, что скалярная компонента синглета получает вакуумное ожидаемое значение ; то есть, мы имеем
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
Без μ-терма суперпотенциал обладал бы U(1)'-симметрией, так называемой симметрией Печчеи–Квинна; см. теорию Печчеи–Квинна. Эта дополнительная симметрия полностью изменила бы феноменологию. Роль μ-терма состоит в нарушении этой U(1)'-симметрии. μ-терм вводится трилинейно, так что безразмерен. Однако остается дискретная симметрия, которая, кроме того, нарушается спонтанно. В принципе, это приводит к проблеме доменных стенок. Вводя дополнительные, но подавленные члены, симметрию можно нарушить без изменения феноменологии на электрослабой шкале. Предполагается, что проблема доменных стенок обходится таким образом без каких-либо модификаций, за исключением масштабов, значительно превышающих электрослабую шкалу. Предложены и другие модели, которые решают μ-проблему MSSM. Одна из идей заключается в сохранении μ-терма в суперпотенциале и учете U(1)'-симметрии. Предполагая, что эта симметрия локальна, в этой модели предсказывается дополнительный калибровочный бозон, называемый UMSSM.
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
Из-за дополнительного синглета, NMSSM в общем случае изменяет феноменологию как сектора Хиггса, так и сектора нейтралино по сравнению с MSSM.
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.
Феноменология Хиггса
В Стандартной модели у нас есть один физический бозон Хиггса. В МССМ мы наблюдаем пять физических бозонов Хиггса. Благодаря дополнительному синглету в NMSSM у нас есть еще два бозона Хиггса; то есть, всего семь физических бозонов Хиггса. Его сектор Хиггса, таким образом, значительно богаче, чем сектор МССМ. В частности, потенциал Хиггса в общем случае больше не инвариантен относительно преобразований CP; см. нарушение CP-инвариантности. Обычно бозоны Хиггса в NMSSM обозначаются в порядке возрастания масс; то есть, как , где – самый легкий бозон Хиггса. В частном случае CP-инвариантного потенциала Хиггса у нас есть три CP-четных бозона Хиггса, , два CP-нечетных бозона, , и пара заряженных бозонов Хиггса. В МССМ самый легкий бозон Хиггса всегда подобен бозону Стандартной модели, и поэтому его производство и распад в целом известны. В NMSSM самый легкий бозон Хиггса может быть очень легким (даже порядка 1 ГэВ) и, следовательно, мог избежать обнаружения до сих пор. Кроме того, в случае сохранения CP, самый легкий CP-четный бозон Хиггса оказывается имеющим более высокую нижнюю границу по сравнению с МССМ. Это одна из причин, по которой NMSSM привлекает большое внимание в последние годы.
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 феноменология
Спин 1/2 синглино приводит к появлению пятого нейтралино, в отличие от четырех нейтралино в MSSM. Синглино не взаимодействует с какими-либо калибровочными бозонами, гаугино (суперпартнерами калибровочных бозонов), лептонами, слептонами (суперпартнерами лептонов), кварками или скварками (суперпартнерами кварков). Если суперсимметричная партнерная частица рождается в коллайдере, например, в БАК, синглино исключается из каскадных распадов и, следовательно, избегает детектирования. Однако, если синглино является самой легкой суперсимметричной частицей (LSP), все суперсимметричные партнерные частицы в конечном итоге распадаются в синглино. Благодаря сохранению R-чётности, эта LSP стабильна. Таким образом, синглино может быть обнаружено по зарегистрированной недостающей поперечной энергии в детекторе.
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.