스칼라 꼭대기 쿼크
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1. 개요
스칼라 꼭대기 쿼크(Stop squark)는 표준 모형의 계층 문제를 해결하는 초대칭(SUSY) 모형의 핵심 요소이다. 힉스 보손 질량을 안정화시키고, 대형 강입자 충돌기에서 발견될 가능성이 있다. R-패리티 보존 최소 초대칭 표준 모형에서 오른쪽 및 왼쪽 손 톱 쿼크의 스칼라 파트너는 섞여 두 개의 스톱 질량 고유 상태를 형성하며, 스톱은 바닥 쿼크와 차지노로 붕괴될 수 있고, 차지노는 가장 가벼운 중성미자로 붕괴될 수 있다. LHC의 ATLAS와 CMS 실험에서 스톱 스쿼크의 증거를 찾으려는 시도가 있었지만, 아직까지 발견된 신호는 없다.
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스칼라 꼭대기 쿼크 |
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2. 이론적 배경
스칼라 꼭대기 쿼크(스톱 쿼크)는 표준 모형의 계층 문제를 자연스러운 방식으로 해결하는 광범위한 초대칭(SUSY) 모형의 핵심 요소이다. 톱 쿼크의 보존 파트너는 질량이 약한 대칭 붕괴 에너지 척도에 근접할 경우, 힉스 보손 질량을 2차 발산하는 양자 보정으로부터 안정화시킨다. 만약 이 경우가 발생한다면 스톱 쿼크는 대형 강입자 충돌기에서 접근 가능할 것이다.
2. 1. 초대칭 이론 (SUSY)
스톱 스쿼크는 표준 모형(SM)의 계층 문제를 자연스러운 방식으로 해결하는 광범위한 SUSY 모형의 핵심 요소이다. 톱 쿼크의 보존 파트너는 질량이 약한 대칭 붕괴 에너지 척도에 근접할 경우, 힉스 보손 질량을 2차 발산하는 양자 보정으로부터 안정화시킬 것이다. 만약 이 경우가 발생한다면 스톱 스쿼크는 대형 강입자 충돌기에서 접근 가능할 것이다. 일반적인 R-패리티 보존 최소 초대칭 표준 모형(MSSM)에서, 오른쪽 및 왼쪽 손 톱 쿼크의 스칼라 파트너는 섞여 두 개의 스톱 질량 고유 상태를 형성한다. SUSY 모형의 특정 세부 사항과 스파티클의 질량 계층에 따라, 스톱은 바닥 쿼크와 차지노로 붕괴될 수 있으며, 이어서 차지노는 가장 가벼운 중성미자(종종 가장 가벼운 초대칭 입자)로 붕괴된다.2. 2. 스톱 쿼크의 역할
스톱 스쿼크는 자연스러운 방식으로 표준 모형(SM)의 계층 문제를 해결하는 광범위한 SUSY 모형의 핵심 요소이다. 톱 쿼크의 보존 파트너는 질량이 약한 대칭 붕괴 에너지 척도에 근접할 경우, 힉스 보손 질량을 2차 발산하는 양자 보정으로부터 안정화시킬 것이다. 만약 이 경우가 발생한다면 스톱 스쿼크는 대형 강입자 충돌기에서 접근 가능할 것이다. 일반적인 R-패리티 보존 최소 초대칭 표준 모형(MSSM)에서, 오른쪽 및 왼쪽 손 톱 쿼크의 스칼라 파트너는 섞여 두 개의 스톱 질량 고유 상태를 형성한다. SUSY 모형의 특정 세부 사항과 스파티클의 질량 계층에 따라, 스톱은 바닥 쿼크와 차지노로 붕괴될 수 있으며, 이어서 차지노는 가장 가벼운 중성미자(종종 가장 가벼운 초대칭 입자)로 붕괴된다.3. 실험적 증거
LHC의 ATLAS 실험과 CMS 실험에서 스톱 스쿼크(스칼라 꼭대기 쿼크)의 증거를 찾기 위한 많은 검색이 수행되었지만, 현재까지 어떠한 신호도 발견되지 않았다.[2][3] 2019년 1월, CMS 협력단은 95% (2σ) 신뢰 수준에서 1230GeV만큼 큰 질량을 가진 스톱 스쿼크를 배제하는 결과를 발표했다.[4]
3. 1. 대형 강입자 충돌기 (LHC) 실험
LHC의 ATLAS 실험과 CMS 실험에서 스톱 스쿼크(스칼라 꼭대기 쿼크)의 증거를 찾기 위한 많은 검색이 수행되었지만, 현재까지 어떠한 신호도 발견되지 않았다.[2][3]3. 1. 1. ATLAS 실험
LHC의 ATLAS 실험과 CMS 실험 모두에서 스톱 스쿼크의 증거를 찾기 위한 많은 검색이 수행되었지만, 지금까지 어떠한 신호도 발견되지 않았다.[2][3] 2019년 1월, CMS 협력단은 95% (2σ) 신뢰 수준에서 1230 GeV만큼 큰 질량을 가진 스톱 스쿼크를 배제하는 결과를 발표했다.[4]3. 1. 2. CMS 실험
LHC의 CMS 실험에서 스톱 스쿼크의 증거를 찾기 위한 많은 검색이 수행되었지만, 지금까지 어떠한 신호도 발견되지 않았다.[2][3] 2019년 1월, CMS 협력단은 95% (2σ) 신뢰 수준에서 1230 GeV만큼 큰 질량을 가진 스톱 스쿼크를 배제하는 결과를 발표했다.[4]참조
[1]
웹사이트
Search For Pair Production of Stop Quarks Mimicking Top Event Signatures
http://www-cdf.fnal.[...]
[2]
웹사이트
ATLAS Supersymmetry Public Results
https://twiki.cern.c[...]
ATLAS, CERN
2014-03-21
[3]
웹사이트
CMS Supersymmetry Public Results
https://twiki.cern.c[...]
CMS, CERN
2014-03-21
[4]
간행물
Search for supersymmetry in events with a photon, jets, b-jets, and missing transverse momentum in proton-proton collisions at 13 TeV
https://cds.cern.ch/[...]
2019-01-20
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