[論文レビュー] Higgs Masses and More in the Complex MSSM with FeynHiggs

Thomas Hahn, S. Heinemeyer+3 more|ArXiv.org|Oct 25, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 4被引用数 22

ひとこと要約

本稿では、複素MSSMにおける精度の高いヒッグス質量計算を目的とした計算ツールであるFeynHiggsバージョン2.6を提示する。複素パラメータを含む完全な1ループおよび主要な2ループ $\alpha_t\alpha_s$ 紛糾正を組み込み、複素殻質量の計算とループ誘起混合によるCP対称性破れ効果を含む。これにより、CP対称性破れ効果を含めた最新のヒッグス質量評価が可能となり、EDMやヒッグス生成断面積への応用が可能である。

ABSTRACT

We present the latest version 2.6 of FeynHiggs, a program for computing MSSM Higgs-boson masses and related observables, such as mixing angles, branching ratios, and couplings, including state-of-the-art higher-order contributions. The most important new feature is the inclusion of the fully complex O(α_tα_s) two-loop corrections, which enables FeynHiggs to give the most precise Higgs-mass evaluation in the complex MSSM in the Feynman-diagrammatic approach to date.

研究の動機と目的

• 最新の高次の補正を用いて、複素MSSMにおけるヒッグスボソン質量の最も正確な計算を提供すること。
• 特に $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 項を含む2ループ補正における複素パラメータの完全な依存性を組み込むことで、正確なCP対称性破れ効果を実現すること。
• 統一されたフレームワーク内でヒッグス混合、分岐比、結合定数、EDMを一貫して評価できること。
• パラメータスキャン、データテーブルからの補間、SLHA2およびMathematicaとの互換性をサポートし、柔軟な素粒子物理学的研究を可能にすること。

提案手法

• プロパゲーターの複素殻質量の実部としてヒッグス質量を計算し、自己エネルギー補正を含む完全なヒッグス質量行列から導出する。
• ループ補正された質量固有状態を特定するため、$\det\mathbf{M}^2(q^2)$ の複素根を数値的に探索する。
• 自己エネルギー $\hat{\Sigma}_{ij}$ に完全な1ループおよび $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 2ループ補正を組み込み、$\mu$, $A_t$, $A_b$, $A_\tau$, ゲージノ質量からの複素位相を含む。
• W、Z、$H^\pm$ ボソン質量のオンシェル条件を適用し、ヒッグスポテンシャルの最小値を維持するためのタダポールパラメータを固定する。
• 異なるヒッグス生成および崩壊過程を考慮し、2つの混合行列 $U_{\text{Higgs}}$ および $Z_{\text{Higgs}}$ を実装する。
• ライブラリ、コマンドライン、Web、Mathematicaの複数のインターフェースをサポートし、パラメータスキャンのためのSLHA2およびテーブル補間を実装する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複素パラメータを含む完全な2ループ $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 紛糾正を組み込むことで、複素MSSMにおけるヒッグス質量の計算精度はどの程度向上するか？
• RQ2 $\mu$, $A_t$, $A_b$, ゲージノ質量における複素位相がヒッグス混合およびCP対称性破れ観測量に与える影響は何か？
• RQ3 複素殻質量および混合行列がMSSMにおけるヒッグス生成断面積および分岐比に与える影響は何か？
• RQ4 電子、中性子、Hgの計算EDMが複素MSSMパラメータ空間に与える制約の程度はどの程度か？
• RQ5 FeynHiggs 2.6は、CDM制約と整合する $M_A$–$\tan\beta$ 平面を含む、多様なMSSMシナリオにおいても信頼できる結果を提供できるか？

主な発見

• FeynHiggs 2.6は、ヒッグス質量を複素殻質量の実部として計算することで、ユニタリティおよび正規化条件と整合性を持つ。
• 完全な $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 2ループ補正の組み込みにより、複素MSSMにおけるヒッグス質量評価の精度がこれまでで最も高くなった。
• $\mu$, $A_t$, $A_b$, ゲージノ質量における複素位相が $\hat{\Sigma}_{hA}$, $\hat{\Sigma}_{HA}$ に非ゼロをもたらし、$h$, $H$, $A$ 状態間の混合を引き起こす。
• コードは、異なるヒッグス生成および崩壊過程を考慮した2つの混合行列（$U_{\text{Higgs}}$, $Z_{\text{Higgs}}$）を提供し、$Z_{\text{Higgs}}$ がデフォルトとして使用される。
• データテーブルからの補間をサポートし、宇宙論的ダークマター制約と整合する $M_A$–$\tan\beta$ 平面を生成する。
• 全ヒッグス生成断面積は有効結合定数近似で計算され、電子、中性子、HgのEDMは素粒子物理学的制約の評価に用いられる。