Modelo estándar supersimétrico casi mínimo

En física de partículas , NMSSM es un acrónimo de Next-to-Minimal Supersymmetric Standard Model (Modelo Estándar Supersimétrico Siguiente al Mínimo) . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Es una extensión supersimétrica del Modelo Estándar que agrega un supercampo quiral singlete adicional al MSSM y puede usarse para generar dinámicamente el${\displaystyle \mu }$término, resolviendo el${\displaystyle \mu }$-problema . Hay artículos sobre el NMSSM disponibles para su revisión. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

El Modelo Estándar Supersimétrico Mínimo no explica por qué el${\displaystyle \mu }$parámetro en el término superpotencial${\displaystyle \mu H_{u}H_{d}}$está en la escala electrodébil. La idea detrás del Modelo Estándar Supersimétrico Siguiente al Mínimo es promover la${\displaystyle \mu }$término a un singlete de calibre, supercampo quiral${\displaystyle S}$. Nótese que el supercompañero escalar del singlino${\displaystyle S}$se denota por${\displaystyle {\hat {S}}}$y el supercompañero singlino de espín 1/2 por${\displaystyle {\tilde {S}}}$En lo siguiente. El superpotencial para el NMSSM viene dado por

${\displaystyle W_{\text{NMSSM}}=W_{\text{Yuk}}+\lambda SH_{u}H_{d}+{\frac {\kappa }{3}}S^{3}}$

dónde${\displaystyle W_{\text{Yuk}}}$proporciona los acoplamientos de Yukawa para los fermiones del Modelo Estándar. Dado que el superpotencial tiene una dimensión de masa de 3, los acoplamientos${\displaystyle \lambda }$y${\displaystyle \kappa }$son adimensionales; por lo tanto,${\displaystyle \mu }$-El problema del MSSM se resuelve en el NMSSM, siendo el superpotencial del NMSSM invariante de escala. El papel del${\displaystyle \lambda }$El término es generar un efectivo${\displaystyle \mu }$término. Esto se hace con el componente escalar del singlete.${\displaystyle {\hat {S}}}$obtener un valor de expectativa de vacío de${\displaystyle \langle {\sombrero {S}}\rangle }$; es decir, tenemos

${\displaystyle \mu _{\text{eff}}=\lambda \langle {\hat {S}}\rangle }$

Sin el${\displaystyle \kappa }$El término superpotencial tendría una simetría U(1)', denominada simetría de Peccei-Quinn; véase la teoría de Peccei-Quinn . Esta simetría adicional alteraría completamente la fenomenología. El papel de la${\displaystyle \kappa }$El término consiste en romper esta simetría U(1)'.${\displaystyle \kappa }$El término se introduce trilinealmente de tal manera que${\displaystyle \kappa }$es adimensional. Sin embargo, sigue existiendo una discreta${\displaystyle \mathbb {Z} _ {3}}$simetría, que además se rompe espontáneamente. ^{[ 8 ]} En principio, esto conduce al problema de la pared de dominio . Introduciendo términos adicionales pero suprimidos, el${\displaystyle \mathbb {Z} _ {3}}$La simetría puede romperse sin cambiar la fenomenología en la escala electrodébil. ^{[ 9 ]} Se supone que el problema de la pared de dominio se sortea de esta manera sin ninguna modificación excepto mucho más allá de la escala electrodébil.

Se han propuesto otros modelos que resuelven el problema.${\displaystyle \mu }$-problema del MSSM. Una idea es mantener el${\displaystyle \kappa }$término en el superpotencial y tener en cuenta la simetría U(1)'. Suponiendo que esta simetría es local, un adicional,${\displaystyle Z'}$En este modelo, denominado UMSSM, se predice la existencia de un bosón de gauge.

Debido a la camiseta adicional${\displaystyle S}$El NMSSM altera en general la fenomenología tanto del sector de Higgs como del sector de neutralinos en comparación con el MSSM.