[論文レビュー] Limits on the mass of the lightest Higgs in supersymmetric models

M. Masip, R. Munoz-Tapia+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 29, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、特にゲージメディエートドスーパーユニバーシティブレイキングのシナリオにおいて、中間エネルギー スケールにおける非標準的場が、超対称モデルにおける最軽いヒッグスボソン質量の上限に与える影響を調査する。特に対称性の破れのスケールにおけるシングレット結合λの摂動的ユニファイケーション制約を分析することで、著者らは、このような場がλの最大許容値を約0.7から約0.83に引き上げることを示しており、ヒッグス質量の上限は135 GeVから155 GeVに上昇する。

ABSTRACT

In supersymmetric models extended with a gauge singlet the mass of the lightest Higgs boson has contributions proportional to the adimensional coupling $λ$. In minimal scenarios, the requirement that this coupling remains perturbative up to the unification scale constrains $λ$ to be smaller than $\approx 0.7$. We study the maximum value of $λ$ consistent with a perturbative unification of the gauge couplings in models containing nonstandard fields at intermediate scales. These fields appear in scenarios with gauge mediation of supersymmetry breaking. We find that the presence of extra fields can raise the maximum value of $λ$ up to a 19%, increasing the limits on the mass of the lightest Higgs from 135 GeV to 155 GeV.

研究の動機と目的

• ゲージシングレットを有する超対称モデルにおけるシングレット結合λの最大許容値を特定すること。
• ゲージメディエートドSUSY破れに一般的に見られる中間スケールにおける非標準的場が、λの摂動的ユニファイケーション制約にどのように影響を与えるかを評価すること。
• これらの修正された制約を踏まえて、最軽いヒッグスボソン質量の上限を再評価すること。
• 最小超対称モデルにおける中間スケールの場の影響がヒッグス質量上限に与える影響を定量化すること。
• 拡張された場の内容を考慮した現実的なユニファイケーション条件のもとで、ヒッグス質量上限の精密な推定値を提供すること。

提案手法

• 次元なし結合λを有するゲージシングレット場で拡張された超対称モデルを分析する。
• ゲージ結合の摂動的ユニファイケーションを制約として用い、λの最大許容値を決定する。
• ゲージメディエートドSUSY破れのシナリオに典型的な中間エネルギー スケールにおける非標準的場の存在を組み込む。
• ゲージ結合とλの高エネルギー スケールへの発展を追跡するために、ランゲージ群方程式を用いる。
• 最大許容λを用いて、最軽いヒッグスボソン質量の上限を評価する。
• 中間スケールの場が存在しない最小モデルと、それらを含むモデルを比較し、ヒッグス質量上限への増幅効果を定量化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中間スケールにおける非標準的場を有するモデルにおいて、摂動的ユニファイケーションと整合するλの最大値は何か？
• RQ2 ゲージメディエートドSUSY破れのシナリオにおける中間スケールの場は、最軽いヒッグスボソン質量の上限にどのように影響を与えるか？
• RQ3 非標準的場の導入により、最小モデルと比較してλの制約がどの程度緩和されるか？
• RQ4 これらの拡張された条件下でλが最大値に達できる場合、最軽いヒッグスボソン質量の上限はどの程度になるか？
• RQ5 中間スケールの場の存在が、従来の135 GeVの制限からヒッグス質量の上限をどの程度シフトさせるか？

主な発見

• 最小モデルにおけるシングレット結合λの最大許容値は、中間スケールにおける非標準的場を含むと、約0.7から約0.83に上昇する。
• このλの上昇は、最軽いヒッグスボソン質量の上限が135 GeVから155 GeVに上昇することに寄与する。
• この向上は、中間スケールに追加の場が存在することによるゲージ結合の走行の変更に起因する。
• 結果は、λがランダウ極に達しないように制限される摂動的ユニファイケーションの仮定に基づいて導出されている。
• 分析により、ゲージメディエートドSUSY破れのシナリオは、最小モデルよりも大きなλ値を自然に取り入れられると示されている。
• λの最大許容値が19%上昇することで、ヒッグス質量上限は20 GeV上昇し、最軽いヒッグスの有効なパラメータ空間が著しく拡張される。