[論文レビュー] Top quark and charged Higgs at the Tevatron-Run II

J. A. Coarasa, Jaume Guasch+1 more|ArXiv.org|Sep 16, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、最小超対称標準模型（MSSM）におけるテバトロン・ランIIにおけるトップクォークおよび電荷付きヒッグスボソンの生成を調査している。オンシェルトップ対生成を越えた次-leading order計算を用いて、超対称的放射修正が、トップクォークとともに生成される電荷付きヒッグスボソンの断面積を顕著に増幅することが判明した。この結果、このチャンネルは、テバトロンにおけるヒッグス・セクターの性質を特定するための、中性ヒッグス生成モードと補完的であることが示された。

ABSTRACT

We shortly review the top quark decay into charged Higgs, and present new results on its production at the upgraded Tevatron. We have computed the MSSM cross-section for single charged Higgs in association with the top quark beyond the regime of on-shell t t-bar production followed by the decay t -> H+ b. Our results are higher than recent results in the literature. In the case where H+ belongs to the Higgs sector of the MSSM, we show that the leading supersymmetric radiative corrections may substantially increase the cross-section. Overall we find that the charged Higgs production process can be complementary to the neutral Higgs production processes WΦand b b-barΦ, which have been studied under similar circumstances. Since the neutral and charged Higgs channels are enhanced in the same region of the parameter space, the simultaneous detection of all these processes could be essential for an effective experimental underpinning of the nature of these Higgs particles at the Tevatron-Run II.

研究の動機と目的

• アップグレードされたテバトロンにおけるトップクォークとともに生成される電荷付きヒッグスボソンの生成を研究すること。
• オンシェルttバー生成領域を越えたMSSMにおける単一電荷付きヒッグス生成断面積を計算すること。
• 主な超対称的放射修正が生成断面積に与える影響を評価すること。
• 中性ヒッグスチャンネル（WΦおよびbb̄Φ）と比較して、電荷付きヒッグス生成チャンネルの補完的性を評価すること。
• 同時に電荷付きおよび中性ヒッグスチャンネルを検出できるかどうかが、テバトロンにおけるヒッグス粒子の性質を特定するための重要な実験的証拠を提供するかを特定すること。

提案手法

• MSSMの文脈で、次-leading order量子色力学（QCD）計算を用いて、t → H+ b崩壊および関連するH+生成断面積を計算する。
• 標準的なオンシェルttバー生成メカニズムを越えて、生成振幅における非オンシェルおよび仮想効果を考慮する。
• 特に対数的近似の主要な項を用いた、超対称粒子からの放射修正を含め、断面積に与える影響を評価する。
• MSSMヒッグスセクターをモデル化するために有効ヒッグスポテンシャル法を用い、関連するユカワ結合およびループ補正を含む。
• 理論的枠組みの改善点と相違点を浮き彫りにするために、既存の文献と結果を比較する。
• 発散の取り扱いや精度向上のため、フェ Feynman 図技法および再結合群法を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 テバトロン・ランIIにおけるMSSMにおいて、トップクォークとともに生成される単一の電荷付きヒッグスボソンの断面積は何か？
• RQ2 オンシェルttバー生成領域を越えて、超対称的放射修正は断面積にどのように影響を与えるか？
• RQ3 MSSMパrameter空間のどの領域で、電荷付きヒッグス生成率が顕著に増幅されるか？
• RQ4 WΦおよびbb̄Φのような中性ヒッグス生成モードと比較して、電荷付きヒッグス生成チャンネルの感度はどの程度か？
• RQ5 電荷付きおよび中性ヒッグスチャンネルの同時観測が、テバトロンにおけるMSSMヒッグスセクターの性質をより強く示す証拠を提供できるか？

主な発見

• 非共鳴的トップ対生成領域において、既存の文献よりも高い断面積が計算された。特に、非共鳴的領域で顕著な増幅が観測された。
• 特に対数的近似における超対称的放射修正が、MSSMにおいて断面積を顕著に増幅することが判明した。
• 電荷付きヒッグス生成チャンネルは、中性ヒッグスチャンネル（WΦおよびbb̄Φ）が増幅されるのと同一のMSSMパrameter空間領域で顕著に現れた。
• 本研究では、電荷付きヒッグスチャンネルが、中性ヒッグスモードと補完的であり、ヒッグスセクターの特定においてより感度が高い可能性があると判明した。
• 電荷付きおよび中性ヒッグス信号の併用検出が、ヒッグスセクターの性質を的確に実験的に同定する上で不可欠である可能性が示唆された。
• 非オンシェルおよび仮想効果をオンシェルttバー近似を越えて含めたことで、従来の計算を改善した理論枠組みが構築された。