Kann ein Superpartner weniger massiv sein als sein SM-Gegenstück?

Kann ein Superpartner theoretisch weniger massiv sein als sein Gegenstück zum Standardmodell? Mir ist klar, dass es experimentelle Einschränkungen gibt.

Obwohl ich bei weitem kein Experte bin, würde dies erfordern, dass die SUSY-Bruchskala sehr klein ist, richtig?
Ja würde es. Aber ich weiß nicht, ob eine niedrige SUSY-Bruchskala bedeutet, dass die Massen der Superpartner absolut klein sind, oder nur, dass ihre Massenzunahme relativ zu der ihres SM-Partners gering ist.
Ohne SUSY-Breaking wären die Massen gleich. Naiverweise scheint jedes SUSY-Brechen so, als würde es Masse hinzufügen, aber ich weiß nicht, dass die Massenmatrix aus dem SUSY-Brechen keine negativen Eigenwerte enthalten würde, so dass für Bosonen zB m ^ 2 => m ^ 2 - \lambda , und für Fermionen m => m - λ, Reduzierung der Massen. Aber vielleicht gibt es eine Anforderung, dass die Masseneigenwerte vom SUSY-Brechen positiv sind?
Genau, das würde ich gerne wissen! Vielen Dank für Ihre Mithilfe bei der Klärung dieser Frage!

Antworten (2)

Wenn Sie darüber nachdenken, in einer Theorie mit Supersymmetrie (denken Sie an chirale Supermultiplets von N = 1 D = 4 zur Verdeutlichung) ist es lediglich eine Konvention, einige Teilchen als Superpartner der anderen Teilchen zu bezeichnen.

Daher ja, theoretisch gibt es keine Probleme, obwohl wir wissen, dass Superpartner der üblichen Standardmodell-Partikel aus experimentellen Einschränkungen schwerer sein müssen.

EDIT: Vielleicht interessieren Sie sich für pag. 90 von A Supersymmetry Primer, Martin (2011) .

Wie Sie in (8.1.1) sehen können, ist das Potenzial des MSSM (Minimal Supersymmetric Standard Model, das einfachste Modell!) lächerlich kompliziert, aber der Punkt ist, dass Sie jetzt zwei Higgs-Dubletten haben:

H u = ( H u + , H u 0 ) H D = ( H D 0 , H D − )

in welchem H u ist das alte Higgs-Dublett. Sie haben auch die entsprechenden Fermionen, die normalerweise als bezeichnet werden H ~ u Und H ~ D . Massenterme ergeben sich beispielsweise aus typischen Yukawa-Termen, die im Minimum des Potentials berechnet werden H ψ ψ für Leptonen und Sleptonen. Es gibt viele Komplikationen bei diesem Prozess: Sie müssen die richtigen Masseneigenzustände identifizieren, die Supersymmetrie kann nicht explizit gebrochen werden, daher müssen Sie das Brechen von einem "versteckten Sektor" zu einem "sichtbaren" vermitteln (viele mögliche Modelle: Messgerät-vermittelt, Extra-Dimensionen-vermittelt, Anomalie-vermittelt usw.).

Wie auch immer, sowohl die Massen von Partikeln als auch von Partikeln beinhalten die VEV von H u Und H D auf komplizierte Weise, siehe zum Beispiel (8.1.12) für M Z 2 und (8.2.2) für Neutralinos. Diese Parameter (und andere) sind nicht festgelegt, Sie können den Wert nur aus Experimenten kennen. Es steht Ihnen also zumindest im Prinzip frei, das Massenspektrum nach Belieben zu gestalten.

Experimentell ist es eine Konvention, aber theoretisch unterscheiden sie sich, oder? Auf der einen Seite erhalten sie ihre Masse nur vom Higgs-Mechanismus und auf der anderen Seite erhalten sie ihre Masse vom SUSY-Brechen. Ich frage mich also, ob die Seite, die ihre Masse nur vom Higgs erhält, massiver sein kann als der entsprechende Partner, der zusätzlich Masse von einem SUSY-Breaking-Mechanismus erhält.
Ich werde ein Kopfgeld starten, weil Sie, ohne auf diesen Kommentar einzugehen, meine Frage nicht wirklich beantwortet haben. Danke!

Ja, Superpartner können Massen haben, die kleiner sind als die Masse, die sie vom Higgs-Mechanismus erhalten.

Dafür muss der Beitrag zum quadrierten Massenparameter in der Lagrange-Funktion negativ sein, was arrangiert werden kann, aber experimentell sehr stark eingeschränkt ist.

In Ihrem Kommentar sehe ich jedoch einen Denkfehler:

In der Supersymmetrie erhalten sowohl das "normale" Teilchen als auch sein Superpartner die gleiche Masse vom Higgs-Mechanismus, SUSY-Brechen ist nur eine zusätzliche Massequelle für die Partner. Wie Rexcirus erwähnt, werden grundsätzlich alle Komponenten des Superfeldes gleichberechtigt behandelt. Nur wenn wir eine Supersymmetriebrechung haben, können wir die von der Brechung betroffenen Felder als "Superpartner" des nicht betroffenen Feldes bezeichnen.

Ich verstehe nicht, was mein Denkfehler ist. Ich habe darauf hingewiesen, dass das Brechen der Supersymmetrie die Symmetrie bricht, was Sie wiederholen. Meine Frage läuft also darauf hinaus, ob der Massenparameter vom SUSY-Brechen positiv sein muss. Sie sagen, es kann negativ sein, was meine Frage effektiv beantwortet. Haben Sie ein Zitat, das so viel sagt, damit ich sicher sein kann, dass Sie damit Recht haben? Danke!
Oder warte, vielleicht habe ich ein Missverständnis: Willst du damit sagen, dass einige unserer SM-Partikel tatsächlich Masse durch das Brechen von SUSY erhalten könnten, und was wir seinen (noch unentdeckten) „Superpartner“ nennen, erhält nur Masse durch das Higgs?
@ user1247 "Auf der einen Seite erhalten sie ihre Masse nur vom Higgs-Mechanismus und auf der anderen Seite erhalten sie ihre Masse vom SUSY-Brechen." Dieser Satz klang für mich wie das Missverständnis, dass "Superpartner" ihre Masse NUR durch Susy-Breaking bekommen, was nicht stimmt.
Wenn Sie meinen Satz unmittelbar danach lesen, sehen Sie, dass ich "zusätzliche" Masse von SUSY-Brechen meinte. Auf jeden Fall hätte ich immer noch gerne ein Zitat (oder eine Gleichung oder ein Argument und nicht nur eine Aussage), das zeigt, dass die zusätzliche Masse durch das Brechen von SUSY negativ sein könnte.
@ user1247 Stimmt, das war zu oberflächlich von mir. Aber ja, es gibt Modelle mit negativen susybrechenden Beiträgen für die Masse, aber die sind uninteressant, da sie grundsätzlich ausgeschlossen sind. Die einzige Möglichkeit für eine "Teilchen"-Masse, die kleiner als die "Teilchen"-Masse ist, ist der Stopp, wo ein Stopp mit einer etwas geringeren Masse als die obere Masse Collider-Einschränkungen umgehen kann, da seine Zerfallsmöglichkeiten sehr eingeschränkt sind.
Kann ein Superpartner weniger massiv sein als sein SM-Gegenstück?
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