低能超对称破缺及其弦论绘景实现

Supersymmetry (SUSY), as a new concept of physics beyond the Standard Model, has great importance in particle physics phenomenology, cosmology and other new physics theories such as string theory. The study of SUSY related problems is important for the development of particle physics theory as well as experiments. On one side, by studying the stability of SUSY breaking vacua, loop corrections of the pseudomoduli, and the gaugino mass by coupling SUSY breaking to gauge mediation models, especially the effect of R-symmetries and other types of symmetries in these problems, we could provide some generic guidance for the construction of SUSY breaking models. On the other side, by studying the statistical properties of vacua with R-symmetries in string theory flux compactification models, especially the Landau-Ginzberg vacua model, we could obtain a rich landscape of low energy SUSY vacua in models with many R-invariant fluxes. By these means we explore the general construction and properties of low energy SUSY models, and provide theoretical guidance for the phenomenology beyond the Standard Model as well as particle physics and astrophysics experiments.

超对称作为超越标准模型的新物理概念，在粒子物理表象学、宇宙学以及其它新物理理论如弦论中都有重要体现，研究超对称相关问题对于粒子物理理论发展与为实验提供参考信息都有着重要意义。本项目研究低能超对称破缺模型中的若干问题，并寻求其在弦论绘景中的实现。一方面，通过对超对称破缺真空态的稳定性、赝模场修正，以及与规范传递模型结合产生规范微子质量等问题的研究，特别是讨论R对称性和其他对称性对模型的影响，以给出超对称破缺模型的建立的若干一般性指导。另一方面，在弦论流紧化模型特别是Landau-Ginzberg型真空态上的R对称性作全面统计，从中寻求具有大量R对称性下不变的流的模型以建立丰富的低能超对称真空态的绘景。以此探索低能超对称模型的建立方法和一般性质，为超越标准模型的唯象学以及粒子物理与相关的天体物理实验提供理论依据。

本项目研究了超越标准模型的新物理中的超对称相关问题，包括超对称破缺理论及其弦论绘景实现方面，对于粒子物理理论发展与实验检验都有重要意义。在超对称破缺理论方面，我们证明了描述超对称破缺与R对称性关系的Nelson-Seiberg定理的一个更新形式，为低能超对称模型建立提供了一个指导依据，也使得对弦论流紧化绘景真空态的系统化统计研究成为可能；我们将超对称破缺与规范传递模型相结合，对R对称性树图破缺机制在规范传递模型中的应用进行了分析，给出了规范微子质量对媒介粒子R荷的一组限制，并初步研究了通过多个R对称性树图破缺场产生规范微子质量的可能性；我们利用超对称模型建立暴涨宇宙学模型，系统地研究了超对称和非超对称情况下可重正化的三次多项式暴涨模型，并与Planck和BICEP2数据进行了检验。在弦论绘景实现方面，我们利用Tye等人提出的乘积绘景方案对超对称破缺尺度和宇宙学常数等相对于普朗克尺度之间的等级问题进行分析，通过对数坐标图像得到等级尺度的峰值分布，对于等级问题提供了一类可行的解释；我们初步研究了一些简单情况下的Calabi-Yau流形上的离散对称性对超对称真空态的统计性质的影响，从而可以下一步系统化分析更多Calabi-Yau流形上的弦论流紧化模型。