[論文レビュー] Diboson resonant production in non-custodial composite Higgs models

Adrián Carmona, A. Delgado+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 7, 2015

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 34被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、2 TeVの二ボソン共鳴状態の過剰が、ソフトウォールホログラフィー実現を伴う非カスティオナルな複合ヒッグス模型によって説明可能であると提唱している。このモデルでは、sチャネルの二ボソン生成を媒介するスピン-1のベクトル共鳴状態を特徴とし、電弱精度測定や他のコライダー制約との間に一見矛盾するが、軽いクォークおよびレプトンへの中程度のカップリング、トップクォークへのカップリングの低減、および2 TeV付近のベクトル共鳴状態質量を有する、狭いパラメータ空間の領域が、既存の実験的制約に反しない形で信号を再現可能である。

ABSTRACT

We show that the recently reported excess in resonant diboson production can be explained in the context of non-custodial composite Higgs models. Dibosons are generated via the s-channel exchange of massive vector bosons present in these models. We discuss the compatibility of the signal excess with other diboson experimental searches. We also discuss the tension between diboson production and other experimental tests of the model that include electroweak precision data, dilepton, dijet and top pair production and show that there is a region of parameter space in which they are all compatible with the excess.

研究の動機と目的

• ATLASおよびCMSのデータで観測された最近の2 TeVの二ボソン共鳴状態過剰を、非カスティオナルな複合ヒッグス模型の枠組み内で説明すること。
• 二ボソン過剰が電弱精度測定（EWPT）、二レプトン、二ジェット、トップ対生成からの既存の実験的制約と整合するかを評価すること。
• 二ボソン信号が、いかなる現在の実験的制約も破らないような、可能なパラメータ空間の領域を同定すること。
• ソフトウォールホログラフィック構成が、軽いベクトル共鳴状態（約2 TeV）を含みつつ、Sパラメータ制約と整合するかの臨床的妥当性を検討すること。

提案手法

• 電弱精度測定（EWPT）と整合する軽い共鳴状態を可能にするために、複合ベクトル共鳴状態と標準模型ゲージボソンの混合を低減するソフトウォール機構を備えた最小限の非カスティオナルな複合ヒッグス模型を構築する。
• 標準模型のゲージボソン、レプトン、クォークへの一般化されたカップリング（gV, gl, gq, gtR, gq3）を用いてモデルをパrameter化し、モデルに依存しない解析を可能にする。
• ATLASおよびCMSの二ボソン探索（WW/WZ/ZZ）、二レプトン、二ジェット、トップ対、およびEWPTデータからの制約を、尤度に基づくアプローチで統合してグローバルフィットを実行する。
• モンテカルロシミュレーションにMadGraph5を用いて信号断面積と分支比を計算し、実験的アナリシスレポートから得た効率推定値を適用する。
• さまざまなチャネル（例：ℓνjj, ℓℓjj, t̄t, 二ジェット）における95%信頼水準の観測限界を適用して、パラメータ空間を制約する。
• 再構成効率とチャネルの重複を考慮し、ATLAS過剰を説明するために必要な断面積（約6–8 fb）を統計的手法で推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ATLASおよびCMSで観測された2 TeVの二ボソン共鳴状態過剰は、ソフトウォールホログラフィー実現を伴う非カスティオナルな複合ヒッグス模型によって説明可能か？
• RQ2 二ボソン過剰を説明するために必要な信号断面積は、他の二ボソン、二レプトン、二ジェット、トップ対探索からの既存の制約と整合するか？
• RQ3 二ボソン過剰を説明しつつ、すべての現在の実験的制約を満たす、非カスティオナルな複合ヒッグス模型における可能なパラメータ空間は何か？
• RQ4 軽いクォーク、第3世代クォーク、レプトンへのカップリングは、二レプトンおよび二ジェット制約との整合性にどのように影響するか？
• RQ5 もし二ボソン過剰が確認された場合、その結果としてレプトン-クォークユニバーサリティやUV完備化の構造（例：ホログラフィックなソフトウォールモデル）にどのような意味が生じるか？

主な発見

• 非カスティオナルな複合ヒッグス模型において、2 TeVの二ボソン過剰を説明しつつ、すべての現在の実験的制約に反しない可能なパラメータ空間の領域が存在する。
• モデルは、ベクトル共鳴状態質量が約1.8–2.0 TeVで、標準模型ゲージボソン（gV）へのカップリングが0.8–0.9の範囲にある必要がある。
• 軽いクォーク（gq）へのカップリングは−0.5から−0.3の範囲にあり、第3世代クォーク（gq3）および右巻きトップクォーク（gtR）へのカップリングは小さく、約0.3である必要がある。
• レプトン（gl）へのカップリングは、−0.05から−0.01の狭い範囲に制約されており、レプトン-クォークユニバーサリティの破れを示唆している。
• モデルに対する最も厳しい制約は、二ボソン生成（WW/WZ）、二ジェット、および二レプトン探索から生じており、これらはgqおよびglの大きさを制限している。
• もしLHCのRun 2で過剰が確認された場合、類似した質量スケールと断面積を示す、t̄t、二ジェット、ℓ+ℓ−、および半レプトン的二ボソン共鳴状態の関連信号も同様に観測されるべきである。