[論文レビュー] Constraints on CP-Odd Gauge-Higgs Operators

Siddharth Dwivedi, Dilip Kumar Ghosh+2 more|arXiv (Cornell University)|May 21, 2015

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 51被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、電弱精度測定、LHCヒッグスデータ（特にダイフォトンチャンネル）、および電気双極子モーメント測定を用いて、標準模型効果的場理論フレームワーク内での次元6のCP奇性ゲージ-ヒッグス型作用素を制限している。電気双極子モーメントが最も強い制限を与える一方、LHCダイフォトンデータは、γγh頂点に寄与する作用素に対する最も感受性の高いプローブであることが判明した。

ABSTRACT

We consider the most general set of $SU(2) imes U(1)$ invariant CP-violating operators of dimension six, which contribute to $VVh$ interactions ($V = W, Z, \gamma$). Our aim is to constrain any CP-violating new physics above the electroweak scale via the effective couplings that arise when such physics is integrated out. For this purpose, we use, in turn, electroweak precision data, global fits of Higgs data at the Large Hadron Collider and the electric dipole moments of the neutron and the electron. We thus impose constraints mainly on two parameter and three parameter spaces. We find that the constraints from the electroweak precision data are the weakest. The contributions to electric dipole moments mostly lead to the strongest constraints, though somewhat fine-tuned combinations of more than one parameters with large magnitudes are allowed. As for the LHC data, the diphoton channel for the Higgs is by far the strongest limitor of those operators that contribute to it. However, there can be non-trivial constraints from the $\gamma Zh$ vertex also, mainly through the vector boson fusion and $Vh$ associated production modes.

研究の動機と目的

• SU(2) × U(1) 不変性の下で、ゲージおよびヒッグスボソンを含む一般のCP違反次元6作用素の特定と制限。
• 電弱精度測定、LHCヒッグスデータ、電気双極子モーメントといったさまざまな実験的プローブが、これらのCP奇性作用素にどの程度感受性を持っているかを特定すること。
• 特に2パラメータおよび3パラメータのパラメータ空間において、制限の相対的な強さを評価すること。
• $\gamma Zh$ 頂点およびベクトルボソン融合モードが、CP違反相互作用を制限する上で果たす役割を評価すること。

提案手法

• VVh 関係（V = W, Z, γ）に寄与する、SU(2) × U(1) 不変で次元6のCP奇性作用素の完全な集合を構築する。
• 電弱スケールより高いスケールに存在する新しい物理を積分し、VVh 頂点を修正する有効結合を導出する。
• S、T、および他の非斜めパラメータを含む、電弱精度観測量からの制約を適用する。
• 特に $\gamma\gamma h$ チャネルおよび $Zh$ 生産チャンネルに注目した、LHCヒッグスデータのグローバルフィットを用いて作用素の強さを制限する。
• 中性子および電子の電気双極子モーメント（EDM）への寄与を計算し、実験的上限と比較する。
• 2パラメータおよび3パラメータ空間におけるグローバルフィットを実施し、許容領域を特定するとともに、支配的となる制約を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在の電弱精度測定と整合する次元6のCP奇性ゲージ-ヒッグス作用素はどれか？
• RQ2 LHCヒッグスデータ、特に $\gamma\gamma h$ チャネルは、CP違反 $VVh$ カップリングに対してどの程度感受性があるか？
• RQ3 電気双極子モーメント測定は、CP奇性作用素のパラメータ空間をどの程度制限するか？
• RQ4 $\gamma Zh$ 頂点および関連する生成モードは、CP違反相互作用を制限する上で果たす役割は何か？
• RQ5 大きな絶対値のパラメータの微細調整された組み合わせは、最も強い制約を回避できるか？

主な発見

• 電弱精度データは、他のプローブに比べてCP奇性ゲージ-ヒッグス作用素に対して最も弱い制約を与える。
• 電気双極子モーメント測定が全体として最も強い制約を与えるが、特定の大きなパラメータの微細調整された組み合わせは依然として許容される。
• LHCの $\gamma\gamma h$ チャネルは、この頂点に寄与する作用素を制限する上で、最も強力な単一のチャンネルである。
• 非自明な制約は $\gamma Zh$ 頂点からも生じ、主にベクトルボソン融合および $Vh$ 連関生成モードを通じて発生する。
• $\gamma\gamma h$ チャネルが直接感受性を持たない場合でも、 $\gamma Zh$ 頂点からの制約は顕著であり、複数の生成モードの重要性を強調している。
• 3パラメータ空間における複数作用素の相互作用により、個々の制約を回避できるパラメータ領域が存在するが、EDMは依然として全体的な抑制をもたらす。