[論文レビュー] Higher-order Results for Precision Observables in the Standard Model and the MSSM

G. Weiglein|ArXiv.org|Jan 14, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、標準模型（SM）および最小超対称標準模型（MSSM）における精度電弱観測量に対する高次の量子補正を提示し、トップクォークおよびヒッグス粒子を含む二ループ寄与に焦点を当てる。正確な二ループヒッグス質量依存性と近似展開の比較を行い、直接計算と規約化群手法を用いた中性CP偶性ヒッグス粒子質量の評価を実施し、加速器の素粒子物理学的現象論における理論的精度を向上させる。

ABSTRACT

Recent higher-order results for precision observables in the Standard Model (SM) and the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) and for the neutral CP-even Higgs-boson masses of the MSSM are summarized. Furthermore a brief discussion of the technical aspects of evaluating higher-order corrections in the electroweak theory is given. In the SM, results for the Higgs-mass dependence of the precision observables are analyzed. The exact two-loop results for the Higgs-mass dependence of the fermionic contributions are compared with the results of an expansion in the top-quark mass up to next-to-leading order. In the MSSM, results for the leading two-loop contributions to the precision observables and to the masses of the neutral CP-even Higgs bosons are discussed. The latter are compared with results obtained by renormalization group calculations.

研究の動機と目的

• 標準模型およびMSSMにおける精度電弱観測量の最新の高次補正結果を要約すること。
• 標準模型におけるフェルミオン的寄与のヒッグス粒子質量依存性を正確な二ループ計算を用いて分析すること。
• トップクォーク質量の次-leadingオーダー展開と正確な二ループフェルミオン的寄与を比較すること。
• MSSMにおける精度観測量および中性CP偶性ヒッグス粒子質量に対する主要な二ループ寄与を評価すること。
• MSSMにおけるヒッグス質量予測に関して、直接二ループ計算と規約化群手法を対比すること。

提案手法

• 標準模型におけるフェルミオン的寄与のヒッグス質量依存性を特定するため、正確な二ループ計算の使用。
• 標準模型における正確な結果と比較するため、トップクォーク質量の次-leadingオーダーまでの展開の適用。
• 有効場理論および図式的技法を用いて、MSSMにおける電弱精度観測量に対する主要な二ループ補正の評価。
• 直接二ループ自己エネルギーおよび規約化群の発展を用いて、MSSMにおける中性CP偶性ヒッグス粒子質量の計算。
• 二ループ結果と規約化群で改善された結果を比較し、一貫性と正確性を評価。
• ゲージ不変性および高次の整合性を保証するため、一貫した規約化スキームを用いた最小超対称標準模型（MSSM）の使用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 標準模型における正確な二ループヒッグス質量依存性は、トップクォーク質量の次-leadingオーダー展開と比べてどのように異なるか？
• RQ2 MSSMにおける精度観測量に対する支配的二ループ寄与は何か。また、電弱フィットにどのような影響を与えるか？
• RQ3 MSSMにおける中性CP偶性ヒッグス粒子質量の直接二ループ計算は、規約化群発展による結果とどの程度一致するか？
• RQ4 高次の補正は、MSSMにおける最も軽いヒッグス粒子質量の予測にどのような影響を与えるか？
• RQ5 SMおよびMSSMにおいて、一ループから二ループ補正に移行する際、精度観測量の理論的不確実性はどのように変化するか？

主な発見

• 標準模型におけるフェルミオン的寄与の正確な二ループヒッグス質量依存性は、特に大きなヒッグス質量において、次-leadingオーダー展開と顕著に異なる。
• 標準模型における二ループ補正は、非自明なヒッグス粒子質量依存性を示し、これは一次または次-leadingオーダー近似では完全に捉えきれない。
• MSSMにおいて、精度観測量に対する主要な二ループ寄与は顕著であり、正確な電弱フィットには不可欠である。
• MSSMにおける中性CP偶性ヒッグス粒子質量の直接二ループ計算は、規約化群発展による結果と良好に一致する。
• 直接二ループ計算と規約化群手法の比較により、両手法が理論的不確実性の範囲内で一貫していることが確認された。
• 本研究は、SMおよびMSSMにおける精度観測量およびヒッグス質量の正確な予測において、高次補正が不可欠であることを示している。