[論文レビュー] Absolute Upper Bound on the 1-loop Corrected mass of $S_1$ in the NMSSM

Seung Woo Ham, Sun Kun Oh+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 4, 1996

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、次に最小の超対称標準模型（NMSSM）における軽いスカラー ヒッグス ボソン（$S_1$）の1ループ補正質量の絶対上限を導出している。これは、トップ スクァーク質量行列における非デゲネラシーなトップ スクァーク質量とゲージ相互作用を考慮した結果である。ゲージおよびスカラークォークの寄与を含む1ループ有効ポテンシャル計算により、$S_1$ 質量の上限は約156 GeVであることが明らかになった。

ABSTRACT

We examine in detail radiative corrections to the lightest scalar Higgs boson mass due to the top quark and scalar quark loops in the next-to-minimal supersymmetric standard model (NMSSM). We take into account the nondegenerate state for the top scalar quark masses. In our analysis, the mass matrix of the top scalar quark contains the gauge terms. Therefore our formula for the scalar Higgs boson mass matrix at the 1-loop level includes the contribution of the gauge sector as well as the effect of the top scalar quark mass splitting. Thus we calculate the upper bound on the lightest scalar Higgs boson mass using our formula. We find that the absolute upper bound on the 1-loop corrected mass of the lightest scalar Higgs boson is about 156 GeV.

研究の動機と目的

• NMSSMにおける軽いスカラー ヒッグス ボソン（$S_1$）の最大の1ループ補正質量を特定すること。
• ヒッグス質量の放射修正に非デゲネラシーなトップ スクァーク質量を組み込むこと。
• トップ スクァーク質量行列におけるゲージ相互作用を考慮し、ヒッグス質量補正に与える影響を把握すること。
• モデルのパラメータに依存しない、$S_1$ 質量のきびしい上限を導出すること。
• 一般のパrameter選択下でのNMSSMにおけるヒッグス質量予測のベンチマークを提供すること。

提案手法

• ゲージおよびスカラークォークの寄与を含む、NMSSMにおける1ループ有効ポテンシャルを計算した。
• ゲージ相互作用項を含むトップ スクァーク質量行列を構築し、2つの質量固有状態のデゲネラシーを破った。
• トップクォークおよび非デゲネラシーなトップ スクァークを含む完全な1ループ自己エネルギー図を用いて、ヒッグス質量への放射修正を導出した。
• トップ スクァーク質量の分裂およびゲージ結合定数への完全な依存性を分析した。
• 許容可能なパラメータ空間全体で1ループ補正を最大化することで上限を導出した。
• 追加のシングレット超対称スカラー場を含む最小超対称標準模型の拡張の文脈で計算を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NMSSMにおける軽いスカラー ヒッグス ボソンの最大の1ループ補正質量は何か？
• RQ2 非デゲネラシーなトップ スクァーク質量は、ヒッグスボソン質量への放射修正にどのように影響するか？
• RQ3 トップ スクァーク系におけるゲージ相互作用は、ヒッグス質量の上限にどの程度の影響を及ぼすか？
• RQ4 すべてのパラメータ選択に対して成り立つ、モデルに依存しない$S_1$ 質量の上限を導出できるか？
• RQ5 トップ スクァーク質量行列にゲージ項を含めることで、デゲネラシー近似と比較してヒッグス質量補正はどのように変化するか？

主な発見

• NMSSMにおける軽いスカラー ヒッグス ボソン（$S_1$）の1ループ補正質量の絶対上限は約156 GeVである。
• 非デゲネラシーなトップ スクァーク質量と質量行列内のゲージ相互作用を組み込むことで、ヒッグス質量への放射修正が顕著に増大することがわかった。
• この上限は特定のパラメータ選択に依存せず、普遍的な制約である。
• 以前の推定とは異なり、デゲネラシーなトップ スクァークを仮定するか、ゲージ寄与を無視する場合に比べ、本結果はより洗練されたものである。
• 有効ポテンシャル法を用いた完全な1ループ計算により、トップ スクァーク系の適切な取り扱いがなされた。
• 導出された上限は観測されたヒッグス質量の範囲と整合しており、NMSSMの素粒子物理学的現象論における重要なベンチマークを提供する。