Investigating Supersymmetry Breaking: From Neutralino Mass limits to Renormalization Group Invariants

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1280-4
Title: Investigating Supersymmetry Breaking: From Neutralino Mass limits to Renormalization Group Invariants
Author: Tiitola, Paavo
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Doctoral Programme in Particle Physics and Universe Sciences
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: In this thesis, I examine the currently most researched methods of supersymmetry (SUSY) breaking, a mechanism necessary to make the minimally supersymmetric extension to the Standard Model (MSSM) and its extensions consistent with the non-observation of the so-called superpartners of the Standard Model particles. In the first part of the thesis, I review the basic principles and features of SUSY, the MSSM, and SUSY breaking. In the remaining part, I present the results of the three publications that the thesis is based on. In the first of our papers, we used SUSY breaking mechanism dependent relations between gaugino mass parameters to estimate lower mass limits for neutralinos and charginos – few of the most promising candidates for near future experimental detection in SUSY. We then compared these limits in different SUSY breaking scenarios. We evaluated an upper bound on the mass of the lightest neutralino that follows from the structure of the mass matrix. We also examined the cosmological implications of the SUSY breaking mechanism by calculating its effect on relic density. We studied the branching ratios of particle decay in each type of mechanism. In the second paper, we studied the effect of including a so-called dimension five operator in the MSSM on neutralino and chargino masses and composition, and examined the implications on determining the SUSY breaking mechanism. We also examined the usefulness of two sum rules in determining the SUSY breaking mechanism in this model. In the final paper, we examined quantities known as renormalization group invariants (RGIs) from the point of view of SUSY breaking. We discussed the potential role of these scale-invariant combinations of masses and couplings in determining the nature of SUSY breaking by solving the SUSY breaking parameters in terms of the RGIs for a general model of SUSY breaking, the so-called deflected mirage mediation, which includes contributions from three main SUSY breaking mechanisms.Tässä väitöskirjassa tarkastelen tällä hetkellä tutkituimpia supersymmetriarikkomekanismeja. Paljon tutkittu Minimal Supersymmetric Standard Model -malli (MSSM) on supersymmetrinen (SUSY) jatke hiukkasfysiikan standardimallille, ja supersymmetriarikko on välttämätön jotta malli vastaisi kokeellisia havaintoja standardimallin hiukkasten supersymmetristen partnereiden puuttumisesta tutkituilla energiaskaaloilla. Ensimmäisessä osassa käyn läpi supersymmetrian, MSSM:n ja supersymmetriarikon perusteita. Loppuosassa käyn läpi väitöskirjan selkärankana toimivan kolmen julkaisun tulokset. Ensimmäisessä julkaisussa käytimme supersymmetriarikkomenetelmästä riippuuvaa suuretta, tarkemmin sanottuna gaugiinojen massaparametrien välistä suhdetta, alarajojen määrittämiseksi neutraliinojen ja chargiinojen massoille. Nämä hypoteettiset hiukkaset ovat ovat lupaavimpia ehdokkaita supersymmetrian kokeellisen havaitsemisen kohteiksi lähitulevaisuudessa. Vertailemme johdettuja rajoja eri supersymmetriarikkomalleissa. Tämän lisäksi tarkastelemme teorian matemaattisen rakenteen määräämää kevyimmän neutraliinon massan ylärajaa. Tarkastelemme myös supersymmetriarikkomekanismin vaikutuksia kosmologian näkökulmasta laskemalla sen vaikutuksen ns. reliikkitiheyteen ja näin ennustettuun pimeän aineen määrään. Tutkimme hiukkasten hajoamiseen liittyviä haarautumissuhteita eri malleissa. Toisessa julkaisussa tutkimme neutraliinojen ja chargiinojen massoja ja koostumusta BMSSM -mallissa ja tarkastelimme millaisia seurauksia tällaisella MSSM:n laajennuksellta on supersymmetriarikkomekanismin määrittämiseen. Tarkastelemme myös kahden summasäännön hyödyllisyyttä tässä. Viimeisessä julkaisussa tarkastelimme renormalisaatioryhmäinvarianteiksi (RGI) kutsuttuja suureita supersymmetriarikon näkökulmasta. Käsittelemme näiden skaalainvarianttien massojen ja kytkentöjen yhdistelmien mahdollista roolia supersymmetriarikon luonteen määrittämisessä ratkaisemalla supersymmetriarikkoparametrit RGI:en funktiona kaikkein yleisimmässä supersymmetriarikkomallissa, joka tunnetaan nimellä ”deflected mirage mediation”. Tähän malliin on parametrisoitu osuus kolmesta pääasiallisesta supersymmetriarikkomekanismista, ja soveltuu siksi erinomaisesti yleiseen tarkasteluun.
URI: URN:ISBN:978-951-51-1280-4
http://hdl.handle.net/10138/302556
Date: 2019-06-26
Subject: teoreettinen fysiikka
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Investig.pdf 882.1Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record