¿Por qué consideramos una ruptura SUSY explícita en el MSSM y no una ruptura espontánea de SUSY?

Bueno, sí, pero los detalles generalmente son irrelevantes para energías muy bajas, como el LHC. El racional es así:

1. Los socios SUSY tienen que ser más pesados ​​que la materia normal, de lo contrario se habrían observado.$\Rightarrow$si se realiza en la Naturaleza, SUSY se rompe.
2. Como cualquier otra simetría, si se rompe espontáneamente deja un modo Goldstone (Nambu-) sin masa. En el caso SUSY no puede ser un bosón, ya que las cargas generadoras son cantidades fermiónicas, sino un fermión llamado Goldstino. Ahora bien, aunque sea difícil producirlo, no observamos este fermión sin masa.$\Rightarrow$El mecanismo de ruptura de SUSY tiene que ser más complejo que los que normalmente se presentan en los libros de introducción (ruptura de términos D y F), al igual que el pión no es un bosón de Goldstone sin masa para la ruptura de la simetría quiral, ya que la dinámica en la naturaleza es más compleja que eso. .
3. De realizarse en la Naturaleza, el cuanto para el campo gravitatorio (Gravitón) debería tener un campo fermiónico, el Gravitino, de espín 3/2. Hay muchas razones cosmológicas por las que no puede carecer de masa, por lo que también debería ser pesado. Además, extender SUSY para permitir Gravitino es lo mismo que decir que permite Supergravedad, ya que Gravitino funciona como campo de medición para transformaciones SUSY localizadas.

Entonces, una teoría de ruptura SUSY en cuanto a dar cuenta de diferentes masas para fermiones y escalares, gravitino pesado, ausencia de goldstino.

La supergravedad tiene, de hecho, todos los buenos ingredientes para generar masas blandas. Sucede que en Gravity la masa gravitino [1] especifica las masas escalares suaves [2] aunque las especificaciones para los valores exactos dependen en gran medida de la teoría correcta de la gravedad cuántica (la llamada terminación UV de Supergravity). Se pueden hacer fórmulas y predicciones dependientes de la teoría y, de hecho, se hacen a partir de la teoría de cuerdas, por ejemplo. Pero, en general, no estamos seguros de cuál es la teoría correcta de la gravedad cuántica y, como tal, las masas blandas generadas a partir de la SUPERgravedad se pueden considerar bastante libres si no se está aplicando la teoría de cuerdas.

Ahora, dado que muchos libros y notas de SUSY parten de un estudio de MSSM (Aitchison, Martin, etc. [3]) sin comprometerse con una teoría específica de la gravedad cuántica, las especificaciones de los términos de ruptura de SUSY se consideran bastante imprecisas, y como tal se puede estudiar una gama más amplia de modelos SUSY. Esta es la razón por la que, al final, los fenomenólogos de SUSY (como los citados anteriormente) toman un Lagrangiano de ruptura explícito y hacen muy pocas suposiciones sobre la estructura de los acoplamientos blandos.

Resumiendo:

1. De hecho, se espera que las masas blandas se originen a partir de Supergravedad (probablemente una extensión inevitable de SUSY regular).
2. Los detalles son muy complicados y es más fácil trabajar con los resultados finales esperados en lugar de derivarlos.
3. Para la fenomenología y dinámica de partículas de baja energía, la teoría de la supergravedad no juega ningún papel.
4. Solo necesita seguir las especificaciones de Supergravedad si está trabajando con Teoría de Cuerdas u otras terminaciones UV de Supergravedad o si le interesan las estructuras y relaciones específicas que aparecen en$\mathcal{L}_{soft}$.

Entonces, en general, trabajas con SUSY que se rompe espontáneamente, aunque con los resultados generales que se parecen mucho a la ruptura explícita.

Referencias:

[1] El gravitino, al ser el campo gauge de la Supergravedad, asimila el goldstino cuando adquiere masa, al igual que en el SM el$W$y$Z$comer los aspirantes a bosones de piedra de oro.

[2] http://arxiv.org/abs/hep-ph/9707209