Το διάγραμμα της εβδομάδας:Η SUSY μετά την ανακάλυψη του Higgs

Μπορεί να μην είμαι πλήρως ενημερωμένος για πρόσφατα άρθρα πάνω στην Υπερσυμμετρία, αλλά έχω την εντύπωση ότι κατά την διάρκεια των προηγούμενων μηνών η πλειονότητα των υποστηρικτών της SUSY ήταν πρόθυμη σε υποθέσεις σχετικά με τις νέες, και όπως φαίνεται μη προβλεπόμενες(από τo Καθιερωμένο Πρότυπο), ιδιότητες του πρόσφατα ανακαλυφθέντος μποζονίου Higgs, όπως αυτό ανακοινώθηκε τον περασμένο Ιούνιο (σ.μ. Ιούνιος 2012), (όπως η υποτιθέμενη άφθονη διάσπαση ζευγών πρωτονίων (proton pairs), ή την έλλειψη διασπάσεων στα ζεύγη λεπτονίων tau ή στα ζεύγη b-quark -σημειώστε, βέβαια, πως πλέον τα περισσότερα από αυτά έχουν επανέλθει στα προβλεπόμενα από το Καθιερωμένο Πρότυπο (Κ.Π) επίπεδα, έπειτα από την ανάλυση επιπλέον δεδομένων,που ακολούθησε την ανακοίνωση), αλλά μάλλον άγονες εφόσον παίρνουν το καινούριο σήμα σαν οδηγό σημείο (pivot point) για να κάνουν νέα καθολική προσαρμογή (global fit).

Το ζήτημα αυτό δεν είναι ασήμαντο, αντιθέτως ιδιαιτέρως σημαντικό. Η εισαγωγή νέων πληροφοριών σε global fits δεν είναι μία ασήμαντη λεπτομέρεια, επειδή αν θες να είσαι σωστός θα πρέπει να λάβεις υπόψιν και μια πληθώρα άλλων μετρήσεων ρυθμών και ορίων (τα οποία είναι συχνά σαν κινούμενοι στόχοι δεδομένου του ρυθμού με τον οποίον βγαίνουν τα αποτελέσματα από το LHC και το Tevatron) και να τα εναρμονίσεις με τα branching fractions που μπορεί να παρουσιάζει ένα κουιντέτο μποζονίων Higgs (μη συμβατών βεβαίως με το Καθιερωμένο Πρότυπο). Και εκτός όλων αυτών με το πρόσθετο πρόβλημα πως σε περίπτωση που κοντά στα 125 GeV βρίσκονται περισσότερες από μια καταστάσεις, κάτι το οποίο μπορεί να μην έχει διευκρινιστεί από τα έως τώρα δεδομένα από το LHC και εν τέλει τα branching fractions τους και όλα τα σχετικά ποσοστά θα πρέπει να λογαριαστούν μαζί.

[Παρεμπιπτόντως,  ένα πραγματικό τέρας υπερσυμμετρίας μπορεί να προκύψει εάν πάρεις τις δύο διαφορετικές προσαρμογές μαζών (mass fits) του ATLAS για την διάσπαση του Higgs σε ζεύγη φωτονίων και Z μποζονίων, οι οποίες αντιστοιχούν σε δύο διαφορετικές τυπικές αποκλίσεις, και προσπαθήσεις να τις ερμηνεύσεις με την ύπαρξη δύο σωματιδίων: αυτό κατά την γνώμη μου θα ήταν υπερβολικό, αλλά σημειώστε πως κάποιοι από εμάς στοιχηματίζουν στο ότι αυτά τα δύο σήματα είναι διαφορετικές καταστάσεις συντονισμού (resonant states)]

Και το θέμα είναι βεβαίως σημαντικό, διότι, εάν πιστεύεις στην Υπερσυμμετρία, θα θελήσεις ίσως να κατατάξεις αυτό το πρόσφατα ανακαλυφθέν μποζόνιο στα 125 GeV, σαν μία από τις τρεις ουδέτερες καταστάσεις, που η λιγότερο περίπλοκη κλάση θεωριών Υπερσυμμετρίας προβλέπει πως υπάρχουν:δύο h, H CP-even states, και η CP-odd state A.Ή κάποιος συνδυασμός αυτών. Εφόσον το κάνεις αυτό, αμέσως εμφανίζονται κάποιοι περιορισμοί που προστίθενται στα πολλά σημεία που θα μπορούσες να αναζητήσεις ενδείξεις Υπερσυμμετρίας σε ένα διάγραμμα με άξονες tan(b)-M_A (δείτε παρακάτω). Η διαδικασία έτσι ίσως φανερώσει τα σημεία στα οποία θα πρέπει να αναζητήσει κανείς για άλλα μποζόνια Higgs, για παράδειγμα!

Έτσι λοιπόν ένα νέο άρθρο από τους Bechtle, Brein, Heinemeyer, Stal, Stefaniak, Weiglein και Williams περιγράφει ακριβώς το παραπάνω πλάνο, εκτελεσμένο στο πρόγραμμα HiggsSignals, που θα κυκλοφορήσει σύντομα. Σαν αντιπροσωπευτική άσκηση, οι συγγραφείς έχουν πάρει πληροφορίες σχετικά με πειραματικές τιμές και όρια των διασπάσεων του ουδέτερου Higgs σε όλες τις μετρούμενες τελικές καταστάσεις από πειράματα στο LHC και το Tevatron, μαζί με όρια από σήματα φορτισμένων Higgs, και κατασκεύασαν ένα χάρτη των delta-χ²(ένα στατιστικό μέτρο της αρμονίας μεταξύ πειραματικών δεδομένων και θεωρητικών προβλέψεων) στο επίπεδο tan(b)-A mass.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει τι θα έπρεπε κάποιος να ψάξει στο κοντινό μέλλον εάν πιστεύει πως υπάρχουν 4 επιπλέον σωματίδια Higgs προς ανακάλυψη. Πιο συγκεκριμένα, υποθέτοντας πως το μποζόνιο Higgs στα 126 GeV είναι το βαρύτερο από τα δύο ουδέτερα CP-even states, τότε η περιοχή της καλύτερης προσαρμογής που αποτυπώνεται με μαύρο χρώμα στο διάγραμμα δείχνει πως, εφόσον αποδέχεσαι την επιλογή δείγματος από τους συγγραφείς για κάποιες από τις παραμέτρους της SUSY (εκτός των β και Μ_Α), έχεις ως υπόδειξη πως η Α Mass είναι 101 GeV, το tan(β) είναι 6, και ότι η μάζα του ελαφρούς CP-even μποζονίου Higgs h είναι στα 92.3 GeV.

Μαζί με τα περιγράμματα των διαφορετικών delta-χ² η εικόνα δείχνει τις αποκλεισμένες περιοχές του επιπέδου. Αυτές υπολογίζονται χρησιμοποιώντας πειραματικά δεδομένα συμπληρωματικά προς αυτά που χρησιμοποιήθηκαν για το σημείο καλύτερης προσαρμογής: τα ανώτερα όρια στις ενεργές διατομές των σημάτων (signal cross section) σε διάφορα κανάλια αναζήτησης (search channels). Το παράθυρο στην παραμικρή ύπαρξη υπερσυμμετρίας (SUSY) γίνεται όντως στενότατο! Αυτά τα γραφήματα συνηθιζόταν να έχουν κάθετη κλίμακα εκτεινόμενη από 0 έως 100 και πλέον βρισκόμαστε σε φάσμα για το tan(β) από 2 έως 14…

Επίσης, σημειώστε ότι σε αυτήν την περίπτωση το σωματίδιο h ,το ελαφρύτερο Higgs, διαφεύγει από τα όρια αναζήτησης του  LEP II, έχοντας αποκτήσει μειωμένες συζεύξεις με μποζόνια Z (θυμάμαι πως το LEP II περιορίζει ένα Higgs συμβατό με το Κ.Π στα 114 GeV, αλλά αυτό εάν υποθέσεις πως η ολική ενεργός διατομή του h σε συγκρούσεις ηλεκτρονίου-ποζιτρονίου είναι μικρότερη από αυτή που προβλέπει το Κ.Π, οπότε το LEP II μπορούσε κάλλιστα να είχε αποτύχει στον εντοπισμό του σωματιδίου αυτού).

Συγχαίρω τους συγγραφείς για την ωραία αυτή νέα προσπάθεια, και περιμένω ανυπόμονα για μια πιο ολοκληρωμένη ανάλυση του παραμετρικού χώρου (parameter space) της SUSY η οποία θα λαμβάνει υπόψιν και όλες τις πληροφορίες που έχουμε μαζέψει πάνω στην παρουσία – ή μάλλον καλύτερα στην απουσία- υπερσυμμετρίας σε διάφορα μέρη του 100-διάστατου (και παραπάνω) χώρου των θεωριών Υπερσυμμετρίας!

Αρχικό άρθρο:  http://www.science20.com/quantum_diaries_survivor/plot_week_susy_after_higgs_discovery-100854

15 Ιανουαρίου 2013

About qdsgreek

Greek version of "A Quantum Diaries Survivor" blog
This entry was posted in Θεωρία, Πείραμα and tagged . Bookmark the permalink.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s