[論文レビュー] The Phenomenology of a Non-Standard Higgs Boson IN $W_{L}W_{L}$ Scattering

Vassilis Koulovassilopoulos, R. Sekhar Chivukula|Dec 21, 1993

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 1被引用数 35

ひとこと要約

本稿は、有効なチャiralラグランジアンフレームワークを用いて、縦方向のWボソン散乱における非標準的ヒッグス粒子の現象論的性質を調査する。このヒッグス粒子はヒッグス幅に関連する一意の主要なずれパラメータと関連しており、高エネルギー領域での散乱振幅に測定可能な補正を引き起こすことが示され、将来のハドロン衝突型加速器（LHCなど）における発見可能性に影響を及ぼす。

ABSTRACT

In this paper we consider the phenomenology of a ``non-standard'' Higgs Boson in longitudinal gauge-Boson scattering. First, we present a composite Higgs model (based on an $SU(4)/Sp\,(4)$ chiral-symmetry breaking pattern) in which there is a non-standard Higgs Boson. Then we explore, in a model-independent way, the phenomenology of such a non-standard Higgs by calculating the chiral logarithmic corrections to longitudinal gauge scattering. This calculation is done using the Equivalence theorem and the Higgs is treated as a scalar-isoscalar resonance coupled to the Goldstone Bosons of the \mbox{$SU(2)_{L} imes SU(2)_{R}/SU(2)_{V}$} chiral symmetry breaking. We show that the most important deviation from the one Higgs-doublet standard model is parameterized by one unknown coefficient which is related to the Higgs width. The implications for future hadron colliders are discussed.

研究の動機と目的

• 非最小標準模型を越えた縦方向ゲージボソン散乱における非標準的ヒッグス粒子の現象論的結果を調査すること。
• SU(2)_L × SU(2)_Rのチャイral対称性の破れに起因するゴルドストーン粒子へ結合するスカラー・アイソスカラー励起状態として、このようなヒッグスをモデル化すること。
• 等価定理を用いて、モデルに依存しない方法で、W_L W_L散乱振幅に対するチャイral対数補正を計算すること。
• 標準模型からの主なずれを、ヒッグス幅に関連する単一の係数としてパラメータ化すること。
• 将来のハドロン衝突型加速器（LHCなど）におけるこのような非標準的ヒッグス効果の検出可能性を評価すること。

提案手法

• コンpositeヒッグスモデルをSU(4)/Sp(4)のチャイral対称性の破れに基づいて構築し、コンポジットスケールをカットオフ Λ とすること。
• 未知の係数 ξ, ξ′, ξ′′ を持つ有効ラグランジアン (1) を用いて、ヒッグスがゴルドストーン粒子へ結合する性質を記述すること。
• 高エネルギー領域において、縦方向Wボソン散乱をゴルドストーン粒子散乱に帰着させるために、等価定理を適用すること。
• 非標準的ヒッグスを含む有効理論を用いて、W_L W_L散乱振幅に対する1ループチャイral対数補正を計算すること。
• Mandelstam変数のディログラム関数および対数関数を含む積分の解析的表現を導出すること。
• モデルのパラメータを物理的観測量（特にヒッグス幅）に結びつけることで、主要なずれパラメータを特定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非標準的ヒッグスモデルにおけるW_L W_L散乱に対するチャイral対数補正は、標準模型と比べてどのように異なるか？
• RQ2 このような非標準的ヒッグス状況において、標準模型からのずれを特徴付ける主要なパラメータは何か？
• RQ3 ヒッグス幅は、有効理論における散乱振幅にどのように影響を与えるか？
• RQ4 将来のハドロン衝突型加速器は、縦方向ゲージボソン散乱を通じて、非標準的ヒッグスと標準模型ヒッグスをどの程度区別できるか？
• RQ5 ヒッグス自己相互作用および高次元の結合項は、散乱ダイナミクスをどのように変化させるか？

主な発見

• W_L W_L散乱における標準模型からの最も顕著なずれは、ヒッグス幅に関連する単一の未知係数によってパラメータ化される。
• 散乱振幅に対するチャイral対数補正は、ヒッグス交換に支配されており、ヒッグス質量および結合定数に敏感である。
• 係数 ξ, ξ′, ξ′′ を持つ有効ラグランジアン (1) は、非標準的ヒッグスの本質的ダイナミクスを捉えており、線形シグマ模型はその特別な場合である。
• モデルに依存しない解析により、ヒッグス幅が散乱振幅におけるずれの大きさを決定づける主要な観測量であることが示された。
• 結果から、特にLHCのような将来のハドロン衝突型加速器が、縦方向ゲージボソン散乱の精密測定を通じて、このような非標準的ヒッグス効果を探査可能であることが示唆された。
• ディログラム関数および複素対数関数を含む解析的1ループ積分は、全振幅補正を計算するために不可欠である。