التناظر الفائق وما وراء النموذج المعياري

Abstract

استعرضنا في هذه الرسالة نموذج التناظر الفائق في فيزياء الجسيمات، وبينا كيفية توسيع النموذج المعياري وتضمينه للتناظر الفائق في النموذج المعياري فائق التناظر الأصغري MSSM. يتضمن الـ MSSM عدداً كبيراً من وسائط توصف كسر التناظر الفائق المتأتي من فيزياء لا تعرفها تقع في مجال الطاقات العالية قرب مقاس التوحيد، واعتمدنا نموذجاً خاصاً من نماذج التناظر الفائق يعتمد فرضيات تبسيطية عن الفيزياء المجهولة تمكن من توصيف فيزياء كسر التناظر الفائق بخمس بارامترات لا غير ، وهو نموذج الثقالة الفائقة الأصغري mSUGRA. مع ذلك، تستبعد الدلائل التجريبية في مسرع المصادم الكبير نموذج الـ mSUGRA في أبسط نسخه الذي يفترض مصونية لتناظر الندية الـ ( (RPC). هناك دوافع تفسر مصونية الـ R على أنها تناظر متقطع ناجم عن كسر تناظر الـ R المستمر والخاص بالتناظر الفائق، ولكن عدا عن هذا الدافع الجمالي، لا يوجد سبباً قوياً يفترض مصونية الـ R في فيزياء الطاقات المنخفضة، إلا الرغبة في تبسيط الحسابات. دفعنا ذلك لاعتماد نسخ لل SUGRA المدعوة أيضاً بالـ (CMSSM) لا تفترض صلاحية هذا التناظر وبالتالي نحصل على RPV - mSUGRA بدورها، هناك بارامترات كثيرة يمكنها توصيف كسر ندية الـ R، وللتبسيط اعتمدنا نموذجاً تبسيطياً يفترض وجود حد واحد فقط في اللاغرانجي يكسر الـ .. هناك ثلاثة أنواع لمثل هذا الحد: LQD و LEE و UDD. إن اعتماد الـ RPV يجعل فضاء بارمترات النموذج الحرة أكثر اتساعاً مقارنة مع نموذج الـ SUGRA ، ولا تستبعد المعطيات الراهنة للـ LHC نموذج الـ RPV في أي من أنواعه الثلاث أنظر كسر تناظر الندية R في الـ C [54] 2017 ناقشنا هذه الأنواع الثلاث ظواهرياً من خلال اعتماد برمجيات خاصة بحساب طيف الجسيمات فائقة التناظر من مثل Softsusy، ودرسنا طبيعة وكتلة الجسيم الشريك الأخف في مثل هذهالسيناريوهات من أهم القيود التجريبية التي تفرضها معطيات الـ LHC هي أن تكون كتلة جسيم الهيغز حوالي 12 ، وهذا القيد بشكل خاص هو ما جعل فضاء البارمترات الخاص بالـ MSSM يضمحل ويتلاشى، بينما أبقى على شريحة ضيقة جداً في نموذج الـ mSUGRA. بينا أنه في نماذج الـ RPV المعتمدة، فإن هناك منطقة غير مهملة ودون ضرورة لضبط البارمترات يمكنها أن تحقق هذا الشرط. وجدنا أنه يمكن للتناظر الفائق أن يتوافق في نسخته الأبسط MSSM مع القيد التجريبي الحديث لكتلة الهيغز، وإن كان فضاء الوسطاء صغيراً، حيث احتجنا لمسح نقاط كثيرة قبل اكتشاف نقاط علام يمكن تحقيق كتلة للهيغز عندها تتوافق مع التجربة. مع ذلك، وعند إدخال انتهاك تناظر الـ فإن هذا الفضاء يكبر، وتتكشف لنا نقاط كثيرة تحقق القيد التجريبي، وهذا ما يتوافق مع نتائج أبحاث جديدة في هذا المجال [52]. أما من حيث طبيعة الـ LSP، فلا نرى أن كسر الـ R يغير فيها. يمكن القول إذن - وبأخذ القيود التجريبية الأخرى غير كتلة الهيغز - أن عدم الكشف عن التناظر الفائق في الـ LHC حتى الآن قد يعود لعدم اختبارنا كفاية النسخ الأكثر تعقيداً له . من مثل الـ RPV - ، فوجود حدود إضافية في اللاغرانجي قد يكون سبباً في عدم الكشف عن إشارات مميزة له لغاية اليوم، ولا بد من اختبار هذه النسخ قبل الحكم بعدم وجود التناظر الفائق.