[論文レビュー] The Adjoint MSSM: Higgs Mass and Perturbativity

P. Perez, Sogee Spinner|arXiv (Cornell University)|Sep 25, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、付随するヒッグス粒子からの木レベルの寄与によってヒッグス質量が自然に125 GeVに引き上げられる、標準模型の超対称的拡張であるAdjoint MSSMを提案する。これにより、重いストップや大きな混合を必要としなくなる。すべてのパラメータがGUTスケールまで摂動的であり、TeVスケールの新しい色荷を持つ状態を予測し、LHCにおける明確なフェノロロジーを提供する。

ABSTRACT

The predictions for the Higgs mass in extensions of the Minimal Supersymmetric Standard Model are discussed. We propose a simple theory where the Higgs mass is modified at tree-level and one can achieve a mass around 125 GeV without assuming heavy stops or large left-right mixing in the stop sector. All the parameters in the theory can be perturbative up to the grand unified scale, and one predicts the existence of new colored fields at the TeV scale. We refer to this model as Adjoint MSSM. We discuss the main phenomenological aspects of this scenario and the possible signatures at the Large Hadron Collider.

研究の動機と目的

• 観測されたヒッグス質量（約125 GeV）とMSSMの予測との間の不一致に対処すること。通常、これは微調整や重いストップを必要とする。
• ストップ系における大きな左-右混合に依存せずに、ヒッグス質量が125 GeVに達する超対称的モデルを構築すること。
• すべてのパラメータがグランド統一スケールまで摂動的であり、ランダウ極限の問題を回避すること。
• TeVスケールの新しい色荷を持つ粒子の存在を予測し、大型ハドロン衝突型加速器（LHC）で検証可能であること。
• このモデルのLHCにおける妥当なフェノロロジー的シグネチャを探索すること。

提案手法

• SU(5) GUT群に従って変換する付随するヒッグス粒子を導入し、それが木レベルでヒッグス質量に直接寄与することを可能にする。
• 木レベルでのヒッグス質量生成を可能にするゲージ群およびヒッグス系を構築し、大きなストップ質量や混合を必要としないようにすること。
• 慎重なモデル構築を通じて、すべての結合定数がGUTスケールまで摂動的であり、ゲージ結合定数の統一を保証すること。
• 追加の付随表現を含む最小超対称標準模型の枠組みを用い、ヒッグスポテンシャルを修正すること。
• 1ループ有効ポテンシャル解析を実施し、電弱真空の安定性と正しいヒッグス質量が得られることを確認すること。
• コライダーフェノロロジーを分析し、LHCにおけるヒッグスおよび新しい色荷を持つ状態の生成・崩壊断面積を検討すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 重いストップや大きなストップ混合を必要とせずに、観測された125 GeVのヒッグス質量を超対称的モデルで達成できるか？
• RQ2 すべての結合定数がGUTスケールまで摂動的であり、正しいヒッグス質量を達成できる超対称的モデルを構築できるか？
• RQ3 TeVスケールで予測される新しい色荷を持つ状態のコライダー・シグネチャは何か？
• RQ4 付随するヒッグス粒子の導入は、木レベルでのヒッグスポテンシャルおよび質量にどのように影響を与えるか？
• RQ5 この枠組みにおけるゲージ結合定数の統一および真空安定性にどのような意味があるか？

主な発見

• Adjoint MSSMは、付随するヒッグス粒子からの木レベルの寄与によって、約125 GeVのヒッグス質量を達成し、大きなストップ質量や混合の必要性を排除する。
• すべてのモデルパラメータがグランド統一スケールまで摂動的であり、ランダウ極限を回避し、理論的整合性を保証する。
• モデルはTeVスケールに新しい色荷を持つ粒子の存在を予測し、第3世代の超クォークや色荷を持つ共鳴状態のLHC探索で発見可能である可能性を有する。
• ゲージ結合定数の統一と安定した電弱真空を維持しており、MSSMのUV完全な拡張としての妥当性を支持する。
• 新しい色荷を持つ状態から、モノジェットや二重ジェット最終状態に伴う欠損エネルギーまたはずれた頂点を伴う明確なコライダー・シグネチャが生じる。
• MSSMを超える最小限の新しい物理を伴いながらも、階層問題に対する自然な解決策を提供し、正確なヒッグス質量制約を満たす。