Studie zu supersymmetrischen Prozessen mit Taus im ... - LHC/ILC

2.2 Supersymmetrische Erweiterung des Standardmodells
• Die Masseneigenzustände der Squarks und Sleptonen der dritten Generation sind
Mischzustände aus den links- und rechtshändigen Teilchen, während diese Mischung
in den ersten beiden Generationen unterdrückt ist, da sie proportional zur Fermionenmasse
und daher vernachlässigbar ist.
• Es gibt keine zusätzlichen CP-verletzenden Terme in der Lagrangedichte des MSSM.
So lässt sich die Zahl der freien Parameter von 105 auf 24 reduzieren, und unabhängig
von den möglichen Ursachen für diese Einschränkungen lässt sich der Teilcheninhalt des
MSSM herleiten.
Das Teilchenspektrum im MSSM
Während im Standardmodell ein einzelnes Higgs-Dublett postuliert wird, werden in supersymmetrischen
Theorien zwei Higgs-Dubletts mit zusammen acht Freiheitsgraden benötigt,
um Masse sowohl den “up-artigen”- (u,c,t) als auch den “down-artigen”-Quarks (d,s,b) zu
geben [16]. Bei der elektroschwachen Symmetriebrechung gehen drei davon verloren, so dass
es im MSSM fünf Higgs-Bosonen gibt: zwei geladene und zwei neutrale Skalare H ± und
H,h, sowie einen neutralen Pseudoskalar A. Deren SUSY-Partner, Spin-1-Higgsinos, mi-
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schen mit Winos und Binos zu Charginos und Neutralinos [15], da die Higgsinos anders als
die jeweiligen Standardmodell-Partner dieselben Quantenzahlen haben wie die Gauginos.
Die Masseneigenzustände der Charginos bzw. Neutralinos erhält man durch Diagonalisierung
der Mischungsmatrizen.
Für Squarks und Sleptonen gilt, dass ˜ fL und ˜ fR für die ersten beiden Generationen näherungsweise
als Masseneigenzustände betrachtet werden können, da eine Mischung zwischen
den Generationen im MSSM ausgeschlossen wurde und die Mischung zwischen rechts- und
linkshändigen Sfermionen von den Massen der Standardmodell-Partner abhängt und somit
nur für die dritte Generation von Relevanz ist. Für diese ergeben sich die Masseneigenzustände
wie folgt [11]:
˜f1 cos θf˜ sin θ ˜
f˜
fL
=
˜f2
fR
˜
(2.19)
− sin θ ˜ f cos θ ˜ f
mit ˜ f = ˜t, ˜ b, ˜τ.
Die Stärke der Mischung hängt für ˜ b, ˜τ außerdem stark von tanβ ab: Für kleine tanβ
ist die Mischung vernachlässigbar und die Masseneigenzustände sind nahezu identisch mit
˜ bL,R, ˜τL,R. Die Massen der Staus 6 sind dann vergleichbar mit denen der Selektronen und
Smyonen, während für große tanβ das jeweils leichtere Stau sehr viel leichter sein kann
[11].
6 Analoges gilt für ˜ bR und ˜ντ
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