अतिसममित के निकट न्यूनतम मानक प्रारूप

कण भौतिकी में, एनएमएसएसएम नेक्स्ट-टू-मिनिमल सुपरसिमेट्रिक स्टैंडर्ड मॉडल का संक्षिप्त रूप है। यह मानक मॉडल का एक अतिसममिति एक्सटेंशन है जो न्यूनतम सुपरसिमेट्रिक मानक मॉडल में एक अतिरिक्त सिंगलेट चिरल सुपरफील्ड जोड़ता है और इसका उपयोग गतिशील रूप से उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। $\mu$ अवधि, म्यू समस्या का समाधान|$\mu$-संकट। एनएमएसएसएम के बारे में लेख समीक्षा के लिए उपलब्ध हैं। न्यूनतम सुपरसिमेट्रिक मानक मॉडल यह नहीं बताता कि क्यों $\mu$ अतिसंभाव्य टर्म में पैरामीटर $\mu H_{u}H_{d}$ इलेक्ट्रोवीक स्केल पर है. नेक्स्ट-टू-मिनिमल सुपरसिमेट्रिक स्टैंडर्ड मॉडल के पीछे का विचार इसे बढ़ावा देना है $\mu$ गेज सिंगलेट के लिए शब्द, चिरल सुपरफ़ील्ड $S$. ध्यान दें कि सिंगलिनो का अदिश सुपरपार्टनर $S$ द्वारा निरूपित किया जाता है ${\hat {S}}$ और स्पिन-1/2 सिंगलिनो सुपरपार्टनर द्वारा ${\tilde {S}}$ निम्नांकित में। एनएमएसएसएम के लिए सुपरपोटेंशियल द्वारा दिया गया है

$W_{\text{NMSSM}}=W_{\text{Yuk}}+\lambda SH_{u}H_{d}+{\frac {\kappa }{3}}S^{3}$

कहाँ $W_{\text{Yuk}}$ स्टैंडर्ड मॉडल फ़र्मियन के लिए युकावा कपलिंग देता है। चूंकि सुपरपोटेंशियल का द्रव्यमान आयाम 3 है, इसलिए कपलिंग $\lambda$ और $\kappa$ आयामहीन हैं; इसलिए $\mu$-एमएसएसएम की समस्या को एनएमएसएसएम में हल किया गया है, एनएमएसएसएम की सुपरपोटेंशियल स्केल-अपरिवर्तनीय है। की भूमिका $\lambda$ शब्द एक प्रभावी उत्पन्न करने के लिए है $\mu$ अवधि। यह एकल के अदिश घटक के साथ किया जाता है ${\hat {S}}$ का निर्वात-अपेक्षा मूल्य प्राप्त करना $\langle {\hat {S}}\rangle$; यानी हमारे पास है

$\mu _{\text{eff}}=\lambda \langle {\hat {S}}\rangle$ के बिना $\kappa$ सुपरपोटेंशियल शब्द में U(1)' समरूपता होगी, तथाकथित पेसी-क्विन समरूपता; पेसेई-क्विन सिद्धांत देखें। यह अतिरिक्त समरूपता घटना विज्ञान को पूरी तरह से बदल देगी। की भूमिका $\kappa$ शब्द इस U(1)' समरूपता को तोड़ने के लिए है। $\kappa$ h> शब्द को त्रिरेखीय रूप से इस प्रकार प्रस्तुत किया गया है $\kappa$ आयामहीन है. हालाँकि, एक मतभेद बना हुआ है $\mathbb {Z} _{3}$ समरूपता, जो अनायास ही टूट जाती है। सिद्धांत रूप में यह डोमेन दीवार (स्ट्रिंग सिद्धांत) समस्या की ओर ले जाता है। अतिरिक्त लेकिन दबे हुए शब्दों का परिचय, $\mathbb {Z} _{3}$ इलेक्ट्रोवीक स्केल पर घटना विज्ञान को बदले बिना समरूपता को तोड़ा जा सकता है।

यह माना जाता है कि डोमेन दीवार की समस्या को इस तरह से बिना किसी संशोधन के इलेक्ट्रोवीक स्केल से परे छोड़कर हल किया जा सकता है।

अन्य मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं जो इसका समाधान करते हैं $\mu$-एमएसएसएम की समस्या. एक विचार रखना है $\kappa$ सुपरपोटेंशियल में पद और U(1)' समरूपता को ध्यान में रखें। इस समरूपता को स्थानीय मानते हुए, एक अतिरिक्त, $Z'$ यूएमएसएसएम नामक इस मॉडल में गेज बोसॉन की भविष्यवाणी की गई है।

घटना विज्ञान

अतिरिक्त सिंगलेट के कारण $S$, एनएमएसएसएम सामान्य तौर पर एमएसएसएम की तुलना में हिग्स सेक्टर और न्यूट्रिनो सेक्टर दोनों की घटना विज्ञान को बदल देता है।

हिग्स घटना विज्ञान

मानक मॉडल में हमारे पास एक भौतिक हिग्स बोसोन है। एमएसएसएम में हमारा सामना पांच भौतिक हिग्स बोसोन से होता है।अतिरिक्त सिंगलेट के कारण ${\hat {S}}$ एनएमएसएसएम में हमारे पास दो और हिग्स बोसोन हैं;अर्थात् कुल मिलाकर सात भौतिक हिग्स बोसोन। इसलिए इसका हिग्स सेक्टर एमएसएसएम की तुलना में कहीं अधिक समृद्ध है। विशेष रूप से, हिग्स क्षमता सामान्य तौर पर सीपी परिवर्तनों के तहत अब अपरिवर्तनीय नहीं है; सीपी उल्लंघन देखें. आमतौर पर, एनएमएसएसएम में हिग्स बोसॉन को बढ़ते द्रव्यमान के क्रम में दर्शाया जाता है; अर्थात्, द्वारा $H_{1},H_{2},...,H_{7}$, साथ $H_{1}$ सबसे हल्का हिग्स बोसोन। सीपी-संरक्षण हिग्स क्षमता के विशेष मामले में हमारे पास तीन सीपी यहां तक ​​कि हिग्स बोसोन भी हैं, $H_{1},H_{2},H_{3}$, दो सीपी विषम, $A_{1},A_{2}$, और आवेशित हिग्स बोसोन की एक जोड़ी, $H^{+},H^{-}$. एमएसएसएम में, सबसे हल्का हिग्स बोसोन हमेशा मानक मॉडल जैसा होता है, और इसलिए इसका उत्पादन और क्षय मोटे तौर पर ज्ञात होता है। एनएमएसएसएम में, सबसे हल्का हिग्स बहुत हल्का हो सकता है (यहां तक ​​कि 1 GeV के क्रम का भी)।), और इस प्रकार हो सकता है कि अब तक पता लगाने से बच गया हो। इसके अलावा, सीपी-संरक्षण मामले में, सबसे हल्के सीपी यहां तक ​​कि हिग्स बोसोन में एमएसएसएम की तुलना में एक बढ़ी हुई निचली सीमा होती है।यह एक कारण है कि एनएमएसएसएम हाल के वर्षों में अधिक ध्यान का केंद्र रहा है।

न्यूट्रलिनो घटना विज्ञान

स्पिन-1/2 सिंगलिनो ${\tilde {S}}$ एमएसएसएम के चार न्यूट्रलिनो की तुलना में पांचवां न्यूट्रलिनो देता है। सिंगलिनो किसी भी गेज बोसॉन, गौगिनोस (गेज बोसॉन के सुपरपार्टनर), लेप्टान, स्लीपटन (लेप्टान के सुपरपार्टनर), क्वार्क या स्क्वार्क (क्वार्क के सुपरपार्टनर) के साथ युग्मित नहीं होता है। मान लीजिए कि एक सुपरसिमेट्रिक पार्टनर कण एक कोलाइडर पर उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए एलएचसी पर, सिंगलिनो को कैस्केड क्षय में छोड़ दिया जाता है और इसलिए पता लगाने से बच जाता है। हालाँकि, यदि सिंगलिनो सबसे हल्का सुपरसिमेट्रिक कण (एलएसपी) है, तो सभी सुपरसिमेट्रिक पार्टनर कण अंततः सिंगलिनो में विघटित हो जाते हैं। आर समता संरक्षण के कारण यह एलएसपी स्थिर है। इस तरह एक डिटेक्टर में गायब अनुप्रस्थ ऊर्जा के माध्यम से सिंगलिनो का पता लगाया जा सकता है।