[論文レビュー] Precision calculations in the MSSM Higgs-boson sector with FeynHiggs 2.14

Henning Bahl, Thomas Hahn+5 more|arXiv (Cornell University)|Nov 22, 2018

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 207被引用数 107

ひとこと要約

論文は FeynHiggs をバージョン 2.14.3 に更新し、MSSM のヒッグス質量に関する固定順序計算と EFT 計算の改善、並びにコード構造の強化を詳述しています。

ABSTRACT

We present an overview of the status and recent developments of FeynHiggs (current version: 2.14.3) since version 2.12.2. The main purpose of FeynHiggs is the calculation of the Higgs-boson masses and other physical observables in the MSSM. For a precise prediction of the Higgs-boson masses for low and high SUSY scales, state-of-the-art fixed-order and effective-field-theory calculations are combined. We first discuss improvements of the fixed-order calculation, namely an optional $\\overline{\ ext{DR}}$ renormalization of the stop sector and a renormalization of the Higgs sector ensuring the chosen input mass to be equivalent with the corresponding physical mass. Second, we describe improvements of the EFT calculation, i.e. an implementation of non-degenerate threshold corrections as well as an interpolation for complex parameters. Lastly, we highlight some improvements of the code structure easing future extensions of FeynHiggs to models beyond the MSSM.

研究の動機と目的

• FeynHiggs の現状とバージョン 2.12.2 以降の最近の展開の概要を提供する。
• DRbar の再正規化を含む固定順序計算の改善とヒッグス部の再正規化を説明する。
• 非退化閾値補正と複素パラメータの補間を含む EFT 計算の改善を説明する。
• MSSM を超えるモデルへ FeynHiggs を拡張することを目指したコード構造の改善を説明する。

提案手法

• 最先端の固定順序計算（ダイアグラム的）と EFT 計算を組み合わせて、小規模および大規模 SUSY スケールに対する MSSM のヒッグス質量を予測する。
• ストップ領域のオプションの DRbar 再正規化と適合した二-loop ヒッグス部再正規化を実装する。
• 一-および二-ループレベルで非退化閾値補正を組み込み、複素パラメータに対して EFT 結果を補間する。
• NNLL 再サマレーションで独立したグリューノ閾値を可能にする非退化閾値を含める。
• 極供極 mass 抽出のための自己エネルギーと対数を含む3×3中性ヒッグス伝搬行列を提供する。
• 将来の拡張を容易にするためのコード構造の改善を説明する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 固定順序計算と EFT アプローチはどのように組み合わせて、SUSY スケール全体で正確な MSSM ヒッグス質量予測を生み出すのか。
• RQ2 固定順序の精度を向上させるOS/DRbarなどの特定の再正規化スキームの選択と、それらが再総合に与える影響は何か。
• RQ3 非退化閾値補正は EFT マッチングとヒッグス質量予測にどのような影響を与えるのか。
• RQ4 FeynHiggs の EFT 部分で複素パラメータを補間によって信頼性高く扱えるか。
• RQ5 MSSM を超えるモデルへの拡張を促進するコード構造の変更は何か。

主な発見

• FeynHiggs は現在、ストップ領域の任意の DRbar 再正規化をサポートしており、柔軟性と OS 入力との比較を改善している。
• 二-loop のヒッグス部再正規化は、入力質量を物理質量に合わせるように適合され、整合性を高めている。
• EFT 計算において一-および二-周の非退化閾値補正を実装し、SUSY 質量の階層性に対する精度を向上させている。
• EFT 計算における複素パラメータの補間は、位相を実務的に扱えるようにしている。
• コードは現在、MSSM を超えるモデルへの拡張を容易にするよりモジュール化された構造を特徴としている。