不同超對稱破缺機制中較輕超對稱粒子衰變研究

《不同超對稱破缺機制中較輕超對稱粒子衰變研究》是依託杭州師範大學，由徐慶君擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：不同超對稱破缺機制中較輕超對稱粒子衰變研究
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：徐慶君
• 依託單位：杭州師範大學

項目摘要

超對稱（SUSY）是標準模型之外最有吸引力的新物理模型之一。最新的LHC實驗結果初步排除了mSUGRA模型中的部分參數空間，但這並不意味著SUSY已經被徹底排除。.目前人們認為SUSY的破缺機制有三種，分別是mSUGRA、GMSB和AMSB。研究不同SUSY破缺機制下，超對稱粒子在對撞機LHC和ILC上可能的物理跡象是當前迫切而重要的工作。本項目在R-宇稱守恆的MSSM中，精確計算在mSURGA、GMSB、AMSB機制下較輕的超對稱粒子衰變為最輕的超對稱粒子的過程，分析在對撞機LHC和ILC上可能的SUSY背景和信號，研究發現它的可能性和可行的分析方法，為在LHC和計畫建造中的ILC上發現SUSY提供理論依據。

結題摘要

在R宇稱守恆的最小超對稱模型中，最輕的超對稱粒子通常為最輕的Neutralino。這個電中性的最輕的超對稱粒子將逃離探測器，表現出與中微子類似的能量損失現象。超對稱粒子在高能對撞機上產生後將通過一系列的衰變鏈衰變到最輕的Chargino或次輕的Netralino，然後再衰變為最輕的超對稱粒子和標準模型費米子。因此，研究Chargino 和Neutralino部分的重整化，以及它們的衰變過程具有重要的意義。首先，我們在最小超對稱模型框架下，研究了對Chargino 和Neutralino部分做在殼(on-shell)重整化的方法。分別從理論和實驗兩個方面分析最佳重整化方案應該具備的特點，通過數值計算找到不同的參數條件下的最佳重整化方案，並發現了一個普適的最佳方案，即選取一個wino-like的Chargino質量,一個bino-like 和一個higgsino-like的Neutralino質量作為在殼重整化方案中的輸入參數。其次，我們在最小超對稱模型框架下研究最輕的Chargino通過在殼的W玻色子和帶電的Higgs粒子衰變為最輕的超對稱粒子和兩個標準模型費米子的過程。我們精確計算了各種衰變方式的樹圖和單圈水平的寬度，以及分支比等，得出了這些實驗可觀測物理量與超對稱模型參數之間的依賴關係。結果表明：最輕的Chargino衰變為最輕的Neutralino和兩個標準模型費米子的分支比對參數tan⁡β的依賴性不大，但強烈依賴Gaugino質量參數M_2和Higgsino質量參數μ。帶電Higgs粒子的存在導致這些分支比和W衰變的分支比完全不同。這是帶電Higgs粒子在Chargino衰變過程中存在的重要物理跡象。這項研究可以提供最小超對稱模型中的Chargino和Neutralino，以及帶電Higgs粒子的重要信息。