Warum sind die Superpartner der dritten Generation leichter als die anderen Sfermionen in mSUGRA?

Im mSUGRA-Brechungsszenario (minimale Supergravitation) erscheint das Stoppteilchen typischerweise bei Energien, die am LHC erreichbar sind. Es wird angenommen, dass andere Sfermionen, insbesondere die Partner von up, down, strange und charm, eine degenerierte Masse haben und auch schwerer als der Stopp sind. Ähnliches gilt für den stau.

Warum ist die dritte Generation in mSUGRA anders (nicht degeneriert als die ersten beiden), und warum ist die Massenhierarchie invertiert bzgl. der Standardmodellsektor (Sparticles der 3. Generation leichter)?

(Ich denke, diese Funktionen sind nicht unbedingt spezifisch für mSUGRA, können aber auch für allgemeinere Modelle gelten.)

Antworten (1)

Kurz gesagt lautet die Antwort so: Es wird angenommen, dass sich alle Fermionmassen auf einer hohen Skala vereinigen (z. B. ~ 10 16 G e v ) in MSUGRA. Die Massenunterschiede zwischen ihnen bei niedrigen Energien sind also darauf zurückzuführen, dass die Massen von dieser hohen Skala hinunter zur beobachteten Skala (z. B. ~ 1 TeV am LHC) laufen. Der β Funktion für die Anschlagmasse trägt durch die obere Yukawa-Kupplung positiv bei, j T , der groß ist, weil die obere Masse nicht klein ist im Vergleich zum Higgs-Vakuum-Erwartungswert, v , ( M T = j T v ). Dies impliziert, dass die Stoppmasse schneller abfällt, wenn die Renormierungsskala gesenkt wird, als bei den Squarks der 1. und 2. Generation, die vernachlässigbare Yukawa-Kopplungen aufweisen. Dies führt zu einem Massenspektrum, in dem der Stopp leicht ist und die Squarks der ersten beiden Generationen fast entartet sind (dasselbe gilt für den Stau).

Der Supersymmetry Primer von Martin enthält eine gute Diskussion darüber (http://arxiv.org/abs/hep-ph/9709356), insbesondere auf S. 46 (wo Sie die β Funktionen) und 75 (das das Squark- und Slepton-Spektrum behandelt).