[論文レビュー] an Updated Tool for Phenomenology in the MSSM with Explicit CP Violation

J. S. Lee, Marcela Carena+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 28被引用数 3

ひとこと要約

CPsuperH2.3 は、明示的な CP 違反を伴う MSSM における現象論的研究のための更新された Fortran ツールであり、改良されたヒッグス粒子質量および混合計算、更新された LEP や CMS の実験的制限、および新しい崩壊モードや電気双極子モーメントの寄与を統合している。このツールは、LHC および次世代の EDM 実験時代における CP 違反効果の精密な分析を可能にする。

ABSTRACT

We describe the Fortran code CPsuperH2.3, which incorporates the following updates compared with its predecessor CPsuperH2.0. It implements improved calculations of the Higgs-boson masses and mixing including stau contributions and finite threshold effects on the tau-lepton Yukawa coupling. It incorporates the LEP limits on the processes e + e − → HiZ,HiHj and the CMS limits on Hi → ¯ �� obtained from 4.6 fb −1 of data at a centre-of-mass energy of 7 TeV. It also includes the decay mode Hi → Z and the Schiff-moment contributions to the electric dipole moments of Mercury and Radium 225, with several calculational options for the case of Mercury. These additions make CPsuperH2.3 a suitable tool for analyzing possible CP-violating effects in the MSSM in the era of the LHC and a new generation of EDM experiments ∗ .

研究の動機と目的

• CPsuperH2.0 フレームワークを、CP 違反 MSSM 現象論における精度向上のための更新された理論的および実験的入力を組み込むこと。
• ヒッグス粒子質量および混合計算に有限のしきい値補正および stau の寄与を統合すること。
• ヒッグス粒子の生成および崩壊に関する最新の LEP および CMS 実験的制限、特に e+e−→HiZ、HiHj、および Hi→bb̄ を含めること。
• ヒッグス粒子の Z ボソンへの崩壊および水銀とラジウム-225 の電気双極子モーメントの研究を可能にすること。
• 現在および将来の実験的制限下における MSSM における CP 違反効果の研究を支援すること。

提案手法

• stau セクターからの有限しきい値効果を含む、ヒッグス粒子質量および混合角に対する改善された1ループ補正の実装。
• 完全な統合された光度データに基づく、LEP における e+e−→HiZ および HiHj プロセスの更新された実験的制限の統合。
• 7 TeV での √s = 7 TeV における 4.6 fb−1 の CMS データに基づく、ヒッグス粒子の bottom クォークへの崩壊（Hi→bb̄）に関する制限の統合。
• ヒッグスセクター計算に新しい崩壊チャネルとして Hi→Z を追加すること。
• 水銀の電気双極子モーメントの複数の計算オプションを統合し、異なる理論的手法を考慮すること。
• ラジウム-225 の電気双極子モーメントに対する Schiff モーメント寄与を含め、CP 違反位相への感度を向上させること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 stau ループ補正および有限しきい値効果は、CP 違反 MSSM におけるヒッグス粒子質量および混合にどのように影響するか？
• RQ2 LEP および CMS のデータは、特にヒッグス粒子対および Z ボソン最終状態において、CP 違反 MSSM のヒッグスセクターのパラメータ空間をどの程度制限するか？
• RQ3 新たに追加された Hi→Z 崩壊チャネルは、ヒッグスセクターの現象論的展開にどのような影響を及えるか？
• RQ4 水銀の電気双極子モーメントの異なる理論的取り扱い方は、CP 違反位相の解釈にどのような影響を及えるか？
• RQ5 ラジウム-225 の電気双極子モーメントに対する Schiff モーメント寄与は、MSSM の CP 違反パラメータにどのような制限を課すか？

主な発見

• stau の寄与および有限しきい値補正の組み込みにより、CP 違反 MSSM におけるヒッグス粒子質量および混合角の予測精度が向上した。
• e+e−→HiZ および HiHj プロセスに関する更新された LEP 制限は、MSSM ヒッグスセクターのパラメータ空間を顕著に制限した。
• 7 TeV での 4.6 fb−1 の CMS データは、ヒッグス粒子の bottom クォークへの崩壊分岐比に強い制限を課した。
• Hi→Z 崩壊チャネルの追加により、特にヒッグス粒子対生成の文脈で、モデルの現象論的到達範囲が拡大された。
• 水銀の電気双極子モーメントの複数の計算オプションにより、CP 違反位相の分析における不確実性の定量化が堅牢になった。
• ラジウム-225 の電気双極子モーメントに対する Schiff モーメント寄与の組み込みにより、ヒッグスおよびスフェルミオンセクターにおける CP 違反位相への感度が向上した。