A concise overview of the supersymmetry and the MSSM is presented. Supersymmetry is an attempt to unify fermions and bosons into a consistent framework. It is unique in that it is about intrinsic properties of elementary particles, and simultaneously, is connected to spacetime translations. A method for treating supersymmetric theories is the superfield formalism, which deals with fields defined on a superspace. A chiral superfield is an extension of a left-handed chiral fermion field, and a vector superfield is of a gauge field. Using them, a general supersymmetric Lagrangian can be written down systematically.
The MSSM is a minimal supersymmetric extension of the standard model. It adds one superpartner to each of the particles already existing in the standard model. The superpotential of the MSSM is fixed by gauge invariance, renormalizability and R-parity conservation. The soft terms, which are needed to break the supersymmetry and get the Lagrangian realistic, include gaugino mass terms, scalar mass terms and scalar trilinear couplings whose coupling constants are of the electroweak scale. Universality and proportionality of the soft parameters are usually assumed to reflect the rareness of flavor changing processes and CP-violation, and there are models such as gravity- or gauge-mediated supersymmetry breaking, which give the appropriate forms of the soft terms in their effective theory. From the Higgs potential dictated by the MSSM, the lightest Higgs mass is predicted to be (≤ 150GeV).
초대칭과 최소한의 초대칭 표준 모형(MSSM)의 전반적인 내용을 간략히 살펴본다.
초대칭은 페르미온과 보존(boson)을 일관성 있게 통합하려는 시도이다. 기본 입자의 내재적 성질을 다루면서도 동시에 시공간 이동에 연결되어 있다는 점에서 특별한 이론이다. 초대칭 이론을 다루는 방법 중 하나로, 초공간상에 정의된 장(場)을 사용하는, 초장(超場) 포말리즘이 있다. 카이랄 초장은 왼손잡이 카이랄 페르미온 장을 확장한 것이고, 벡터 초장은 게이지 장을 확장한 것이다. 이 둘을 쓰면 일반적인 초대칭 라그랑지안을 체계적으로 쓸 수 있다.
MSSM은 표준 모형이 초대칭성을 가지도록 최소한으로 확장한 것이다. 표준 모형에서 이미 존재하는 입자 하나마다 초짝(superpartner) 하나씩을 추가한다. 게이지 불변성과 재규격화가능성, R-패리티 보존(保存)에 의해서 MSSM의 초위치에너지를 완전히 결정할 수 있다. 실제 세계에 맞추려면 초대칭을 부드럽게 깨어야 하는데, 그것을 위해 라그랑지안에 넣는 부드러운 항(項)들에는, 게이지노 질량 항, 스칼라 질량 항, 스칼라 삼중 결합 항 등이 있고, 그 결합 상수들은 약전자기 규모이다. 보통 MSSM에 새로 도입된 파라미터들에 대해서는 보편성과 비례성을 가정하는데, 플레이버를 바꾸는 프로세스나 CP 위반이 잘 일어나지 않기 때문이다. 중력 또는 게이지 매개 초대칭 붕괴 이론은 사실상의(effective) 이론에서 그러한 성질들을 나타내게 된다. MSSM에서 결정되는 Higgs의 위치에너지로부터 그것의 질량을 예측할 수 있는데, 가장 가벼운 것은 ≤150GeV 정도이다.
