Gravitinos and hidden Supersymmetry at the LHC - Universität ...

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List of Figures
List of Tables
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1 Introduction 1
2 Supersymmetry and Supergravity 9
2.1 Global Supersymmetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 The Minimal Supersymmetric Standard Model . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.1 Electroweak Symmetry Breaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.2.2 Neutralinos and Charginos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.3 Scalar Tau Leptons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Supergravity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.1 The Supergravity Lagrangian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2 The Super-Higgs mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4 Origins of Supersymmetry Breaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4.1 Minimal Supergravity (mSUGRA) Model . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.4.2 Hybrid Gauge-Gravity Mediation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.4.3 Anomaly Mediation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.5 The massive Gravitino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.5.1 Gravitino Cosmology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3 R-parity Breaking 39
3.1 R-symmetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2 From R-symmetry to R-parity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3 Patterns of R-parity Breaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4 Bilinear R-parity Breaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.4.1 Neutralinos and Charginos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.4.2 Gravitino Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.5 Spontaneous R-parity Breaking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.5.1 Hierarchy of R-parity violating Couplings . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4 Broken R-parity: From the Sky to the LHC 55
4.1 Neutral, Charged and Supercurrents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2 R-parity violating Decays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
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