[論文レビュー] The Higgs Boson Masses of the Complex MSSM: A Complete One-Loop Calculation

Mariana Frank, S. Heinemeyer+2 more|ArXiv.org|Dec 3, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、オンシェル正規化を用いたフェルミオン図的アプローチにより、運動量依存性とすべての粒子セクターを含めた、複素最小超対称標準模型（cMSSM）におけるヒッグス粒子の質量および混合角の完全な1ループ計算を提示する。主な貢献は、非-(s)フェルミオン的寄与が最大5 GeVに達すること、および運動量依存性によるシフトが最大2 GeVに達することを示した数値的分析であり、CP非対称な状況におけるヒッグス質量予測に顕著な影響を与える。

ABSTRACT

In the Minimal Supersymmetric Standard Model with complex parameters (cMSSM) we perform a complete one-loop calculation for the Higgs boson masses (including the momentum dependence) and the mixing angles. These corrections are obtained in the Feynman-diagrammatic approach using the on-shell renormalization scheme. The impact of the newly evaluated corrections is analyzed numerically. The full one-loop result, supplemented by the leading two-loop contributions taken over from the real MSSM are implemented into the public Fortran code FeynHiggs2.0.

研究の動機と目的

• 複素MSSM（cMSSM）におけるヒッグス粒子の質量および混合角の完全な1ループ計算を、運動量依存性を含めて行う。
• 従来の計算では欠落していた、ゲージノやヒッグジノを含む非-(s)フェルミオン的寄与を含めた拡張を行う。
• ゲージノおよび三線形項セクターにおけるCP非対称位相がヒッグス質量スペクトルに与える数値的影響を分析する。
• 完全な1ループ結果に、実MSSM（rMSSM）からの主要な2ループ補正を補足し、公開用のフェイズHiggs 2.0コードに実装する。
• これらの補正が、将来的な加速器実験（LHCおよび将来の線形衝突機）において果たす重要性を評価する。

提案手法

• フェルミオン図的アプローチとオンシェル正規化を用いて、ヒッグス自己エネルギーおよび混合角に対する1ループ補正を計算する。
• 特にチャリオン、ニュートラリノ、ヒッグジノを含む非-(s)フェルミオンセクターを含めた、cMSSMのすべての粒子寄与に加え、自己エネルギーにおける完全な運動量依存性を組み込む。
• 物理的パラメータを定義するためにオンシェル方式を用い、実験的観測量および正規化条件と整合性を保つ。
• 物理的パラメータ（例：$ M_Z $, $ \tan\beta $, $ M_{H^\pm} $, およびタドポール）に、物理的でないソフト対称性破れパラメータ（例：$ m_1^2, m_2^2, m_{12}^2 $）をマッピングする。
• 完全な1ループ結果に、実MSSM（rMSSM）からの主要な2ループ補正を統合し、精度を向上させる。
• 完全な計算を公開用のFortranコードフェイズHiggs 2.0に実装し、公開および素粒子物理学的応用に供する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非-(s)フェルミオン的ループ寄与がcMSSMにおけるヒッグス粒子質量に与える数値的影響は何か？
• RQ2 cMSSMにおけるヒッグス自己エネルギーの運動量依存性はどの程度顕著であり、ヒッグス質量スペクトルにどのような定量的効果をもたらすか？
• RQ3 ゲージノおよび三線形項セクターにおけるCP非対称位相が、特に質量固有状態がほぼ degenerate な領域でヒッグス質量および混合角に与える影響は何か？
• RQ4 すべてのcMSSM粒子からの1ループ補正（複素位相を含む）が、最も軽いヒッグス粒子質量に与える合成的効果は何か？
• RQ5 cMSSMのパラメータ空間のどの領域で、実MSSMからの最大のずれが生じ、ヒッグス質量予測にどのような影響を与えるか？

主な発見

• 非-(s)フェルミオン的ループ寄与は、特にCP非対称な状況において、ヒッグス粒子質量に最大5 GeVの寄与を及ぼす可能性がある。
• 自己エネルギーの運動量依存性により、ヒッグス質量に最大2 GeVのシフトが生じ、質量固有値がほぼデジェネレートな場合に最大の効果が観察される。
• ウィノ質量パラメータ $ M_2 $ の位相は、ヒッグス質量にやや小さい影響（1 GeV未満）を与えるが、2つのヒッグス状態がほぼデジェネレートとなる非常に狭いパラメータ空間の領域を除いては顕著ではない。
• 三線形結合定数 $ A_t $ の位相は $ M_2 $ よりも顕著な影響を示し、極端な状況では最大3 GeVの効果を及ぼす。
• 完全な1ループ結果に、実MSSM（rMSSM）からの主要な2ループ補正を組み合わせることで、CP非対称な状況において最も軽いヒッグス質量に数GeVのネットシフトが生じる。
• これらの結果は、公開コードフェイズHiggs 2.0に実装されており、将来の加速器におけるcMSSMヒッグス系の高精度な素粒子物理学的研究を可能にする。