[論文レビュー] Lightest Higgs Boson Mass in Supersymmetric See-saw Model

Junjie Cao, Jin Min Yang|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2004

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、右側ニュートリノスーパーフィールドが重いマヨラナ質量を持つ超対称的シー・サウのモデルを調査している。1ループ計算により、スネーターとニュートリノのループがトップ・ストップの寄与を相殺し、最も軽いヒッグスボソンの質量を低下させる。右側ニュートリノのスカラー質量が小さい場合には、このモデルが除外される可能性がある。

ABSTRACT

The supersymmetric see-saw model is an elegant extension of the minimal supersymmetric standard model by introducing right-handed neutrino superfields with heavy Majorana masses to naturally explain the tiny masses of light neutrinos. Since the neutrino Yukaka couplings can be as large as the top-quark Yukawa couplings in this model, the neutrino/sneutrino may cause sizable effects in Higgs boson self-energy loops. Our explicit one-loop calculations show that the neutrino/sneutrino effects have an opposite sign to top/stop effects and thus lighten the lightest Higgs boson. Depending on the soft-breaking mass of the right-handed neutrino, whose origin and magnitude are unknown so far, such effects may be sizable enough to endanger or even exclude the supersymmetric see-saw model.

研究の動機と目的

• 超対称的シー・サウモデルにおける右側ニュートリノスーパーフィールドがヒッグスボソン質量に与える影響を検討すること。
• トップクォークと同等の大きさのニュートリノヤコビ係数が、ヒッグス系の量子修正式に顕著な寄与を及ぼすかどうかを評価すること。
• 得られるヒッグス質量の低下が、未知のスカラー破れパラメータに依存してモデルを除外する要因となるかどうかを特定すること。
• 超対称的シー・サウモデルが実験的ヒッグス質量制約と整合するかどうかを評価すること。

提案手法

• 超対称的シー・サウモデルにおけるヒッグスボソンの自己エネルギー補正を1ループ量子場理論計算によって計算する。
• ループ図において、フェルミオンであるニュートリノとそのスカラー超対称粒子（スネーター）の両方の寄与を含める。
• ニュートリノ／スネーター寄与の符号と大きさを、支配的であるトップクォーク／ストップ寄与と比較する。
• 最小超対称標準模型（MSSM）をベースとし、右側ニュートリノスーパーフィールドと重いマヨラナ質量を追加する。
• 右側ニュートリノスーパーフィールドのスカラー破れ質量に依存するヒッグス質量シフトの依存性を分析する。
• 関連するすべてのループ寄与を合算し、最も軽いヒッグスボソン質量に及ぼす合成的効果を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 超対称的シー・サウモデルにおいて、ニュートリノおよびスネーターのループは、最も軽いヒッグスボソンの質量にどのように影響するか？
• RQ2 右側ニュートリノスーパーフィールドからのヒッグス質量への放射補正の符号と大きさは、トップ／ストップ寄与と比べてどうか？
• RQ3 ニュートリノ／スネーターのループによるヒッグス質量の低下が、超対称的シー・サウモデルを除外する要因となるか？
• RQ4 最も軽いヒッグス質量の予測は、右側ニュートリノスーパーフィールドの未知のスカラー破れ質量にどれほど敏感か？
• RQ5 どのような条件下で、実験によるヒッグス質量制約によってモデルが除外される可能性があるか？

主な発見

• ニュートリノおよびスネーターのループは、トップクォークとストップによる正の補正とは逆に、ヒッグスボソン質量に負の補正を生じる。
• ニュートリノヤコビ係数が大きく、トップクォークのヤコビ係数に近づくと、この負の補正の大きさは顕著になる。
• この補正は、右側ニュートリノスーパーフィールドのスカラー破れ質量に強く依存しており、これが未知のままである。
• 右側ニュートリノのスカラー質量が小さい場合、負の補正が最も軽いヒッグス質量を実験的に観測された値以下に低下させ、モデルの除外を招く可能性がある。
• したがって、モデルの妥当性は、右側ニュートリノのスカラー破れ質量のスケールに敏感である。
• 結果から、右側ニュートリノのスカラー質量が十分に大きくない限り、超対称的シー・サウモデルはヒッグス質量測定から強い制約を受ける可能性があると示唆される。