[論文レビュー] The New Dijet Particle in the Tevatron IS the Higgs

H. B. Nielsen|arXiv (Cornell University)|Apr 24, 2011

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 42被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、テバトロンのデータで最近観測された144 GeVのジジェット共鳴線が、実際には標準模型のヒッグスボソンであり、6つのトップクォークと6つの反トップクォークが強く結合した非常に軽い束縛状態に崩壊していると提案している。この束縛状態は、複数の点原理（MPP）によって安定化され、ほぼゼロ質量に調整されており、ハドロンジェットに崩壊することで、ジジェット崩壊を模倣し、標準的な $b\bar{b}$ 崩壊率が抑制されているにもかかわらず観測されたピークを説明している。

ABSTRACT

The newly found \cite{CDFnew} dijet peak in the 120 GeV to 160 GeV mass region produced in co-production with W IS actually a Higgs Boson in spite of the expectation of a different decay pattern for most Higgses. Our point, however, is that the bound state of 6t + 6$\bar{t}$, which we have put forward already in several articles \cite{boundfirst}\cite{bound} \cite{dark}\cite{hierarchybound}, easily could be lighter - possibly much lighter - than half the Higgs mass. Higgs would in this case decay dominantly to two of our bound states. If these bound states were indeed very light (say around 10 GeV) their decay products into hadrons would like two jets, one for each bound state. Even a very small mass for our bound state is not unexpected isofar as it is part of our model that especially the top-quark-Yukawa coupling is being tuned so as to make precisely this bound state of $6t + 6\bar{t}$ become (approximately) massless. This tuning is a consequence of our Multiple Point Principle \cite{old} \cite{SIMPP} which states that the realized parameter/coupling values correspond to having a maximal set of degenerate vacua. Even the very recent LHC-peak in photon photon might be fitted to our model.

研究の動機と目的

• 標準模型の $b\bar{b}$ 崩壊率と明らかに整合しないにもかかわらず、テバトロンの144 GeVジジェット共鳴線をヒッグスボソンの崩壊として説明すること。
• 6つのトップクォークと6つの反トップクォークからなる束縛状態が、複数の点原理（MPP）による微調整によって非常に軽くなることができることを主張し、ヒッグス崩壊がジジェットに支配的になるようにすること。
• 観測された断面積とピーク幅が、$b\bar{b}$ や $W$ ボソンモードではなく、この軽い束縛状態に支配的に崩壊するヒッグスボソンと整合することを示すこと。
• ヒッグス崩壊幅と分支比が、$6t+6\bar{t}$ 束縛状態への強い結合によって顕著に増大し、観測された信号強度を説明できることを示すこと。

提案手法

• ヒッグスおよびグルーオンの交換によって安定化された $6t+6\bar{t}$ 束縛状態を仮定し、複数の点原理（MPP）によってほぼゼロ質量に調整する。
• MPPを用いて、真空エネルギーの degeneracy に $6t+6\bar{t}$ 束縛状態のボーズ凝縮状態を含むように、トップヤーコフ結合の微調整を正当化する。
• ヒッグスがこの軽い束縛状態のペアに崩壊するモデルを構築し、その後それがハドロンジェットに崩壊することでジジェット最終状態を模倣する。
• 束縛状態チャンネルの結合定数（オーダー1）と $b\bar{b}$ チャンネル（$g_b^2 \approx 1/900$ 比例）を比較することで、分支比の増幅を推定する。
• 観測された約4 pbの断面積ピークが、$b\bar{b}$ ではなく $6t+6\bar{t}$ 束縛状態ペアへのヒッグス崩壊に起因するものであり、それが主要な分支比であるため生じると提案する。
• 軽い束縛状態を含む $W$ ボソンと関連する共鳴状態（400–800 GeV）によるループ補正を提案し、有効な $WWH$ 頂点とヒッグス生成断面積を増幅する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 テバトロンの144 GeVジジェットピークは、ヒッグスボソンが非常に軽く強く結合した $6t+6\bar{t}$ 束縛状態に崩壊していると説明可能か？
• RQ2 複数の点原理（MPP）は、トップクォーク質量が大きいにもかかわらず、$6t+6\bar{t}$ 束縛状態をほぼ質量ゼロにできるか？
• RQ3 このモデルではなぜ $b\bar{b}$ 崩壊モードが抑制されるのか？ これは観測断面積と分支比にどのように影響するか？
• RQ4 120–160 GeVの広い質量ピークは、実際のヒッグス幅を反映しているのではなく、実験的不確実性ではないか？
• RQ5 $W$ とともに生成されるヒッグス生成断面積を、$6t+6\bar{t}$ 束縛状態を含む標準模型のみで説明できるか、新しい物理を必要としないか？

主な発見

• ヒッグスボソンは、$6t+6\bar{t}$ 束縛状態のペアに支配的に崩壊し、その後それがハドロンジェットに崩壊することで観測されたジジェットピークが説明される。
• $b\bar{b}$ チャンネルと比較して、$6t+6\bar{t}$ 束縛状態ペアへの分支比は約900倍大きく推定される。これはボトムヤーコフ結合の抑制によるものである。
• 観測断面積が約4 pbであることは、標準模型の予測（約0.1 pb）よりもはるかに高いが、これが主要な分支比である場合、ヒッグス生成と整合的である。
• 120から160 GeVのピーク幅は、このモデルでは実際のヒッグス幅を反映している可能性があり、実験的分解能ではない。
• このモデルは、400–800 GeVの範囲に類縁共鳴状態を予測し、軽い束縛状態を含むループ図によって $WWH$ 頂点を増幅する可能性を示唆する。
• このモデルは、新たな場を導入せず、複数の点原理によって強制される微調整された結合定数のみに依存する、完全に標準模型の枠組み内に収まる。