[論文レビュー] Triple and Quartic Interactions of Higgs Bosons in the General Two-Higgs-Doublet Model

M. Dubinin, А. Семенов|ArXiv.org|Dec 4, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、一般2ヒッグスダブルレットモデル（2HDM）における三重および四重ヒッグス自己結合の完全なフェルミオン則を、4つのヒッグス粒子質量と2つの混合角を用いて質量行列を対角化することで導出する。CP非保存相互作用を含む。線形衝突機における二重および三重ヒッグスボソン生成過程の計算のためのコンactなフレームワークを提供し、標準模型を超えるヒッグス系の素描的現象論の精密な道具を提供する。

ABSTRACT

In the case of minimal supersymmetric extension of the Standard Model (MSSM), when the pseudoscalar Higgs boson mass is less than the supersymmetry energy scale, the effective theory at the electroweak scale is a two-Higgs-doublet model. We diagonalize the mass matrix of the general two-Higgs-doublet model, expressing Higgs boson self-couplings in terms of two mixing angles and four Higgs boson masses, and derive in a compact form the complete set of Feynman rules, including quartic couplings in the Higgs sector, for the case of CP-violating potential. Some processes of double and triple Higgs boson production at a high-energy linear collider are calculated in the case of mixing angles and scalar boson masses satisfying the MSSM constraints.

研究の動機と目的

• 一般2ヒッグスダブルレットモデル（2HDM）におけるヒッグス自己相互作用の完全なフェルミオン則を体系的に導出すること。四重結合を含む。
• すべてのヒッグス自己結合を4つの物理的ヒッグス粒子質量および2つの混合角で表現し、モデルに依存しない解析を可能にすること。
• ヒッグスポテンシャルにおけるCP破壊効果を含め、従来のCP保存型に限定された研究を拡張すること。
• 高エネルギー線形衝突機における二重および三重ヒッグスボソン生成過程の計算のための実用的フレームワークを提供すること。
• MSSMにインspiredされた制約下で導出した形式を適用し、超対称性に由来する現象論との関連性を保証すること。

提案手法

• 一般2HDMにおけるヒッグス質量行列の対角化により、物理的状態および混合パラメータを抽出すること。
• 4つの物理的スカラー質量および2つの混合角を用いたヒッグス系のパrameter化により、元のヤクバイおよび四重結合を置き換えること。
• CP保存およびCP非保存の両ケースに有効な、コンactかつ共変な形でのすべての三重および四重ヒッグス相互作用頂点の導出。
• 電荷を帯びたおよび中性のヒッグスボソンを含む、すべての関連頂点を明示的に構成すること。
• MSSMの低エネルギー有効理論を物理的ベンチマークとして用い、準スカラーヒッグス粒子質量がSUSYスケール未満であると仮定すること。
• MSSMにインスパイアされたパラメータ選択下で、選択された過程（二重および三重ヒッグス生成）の数値的評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 一般2HDMにおけるCP破壊を含む場合に、完全なヒッグス自己結合のセットを体系的に導出する方法は何か？
• RQ2 三重および四重ヒッグス頂点が4つの物理的ヒッグス粒子質量および2つの混合角にどのように依存するか？
• RQ3 ヒッグスポテンシャル内のCP破壊位相が、ヒッグス自己相互作用の構造およびその現象論的シグネチャーに与える影響は何か？
• RQ4 MSSMにインスパイアされたパラメータ選択下で、線形衝突機における二重および三重ヒッグスボソン生成率はどの程度か？
• RQ5 導出した形式は、モデルに依存しない方法でMSSMの制約下でのヒッグス系の整合性をテストするために使用可能か？

主な発見

• 本稿は、CP破壊項を含む一般2HDMにおけるすべての三重および四重ヒッグス自己相互作用の完全でコンactかつ明示的なフェルミオン則のセットを提供する。
• すべてのヒッグス自己結合が4つの物理的質量および2つの混合角で表現されており、直接的な現象論的応用が可能である。
• 電荷を帯びたおよび中性のヒッグスボソンを含むすべての関連頂点が含まれており、衝突機プロセスにとって不可欠である。
• 数値的結果から、二重および三重ヒッグス生成率が混合角および質量スペクトルに敏感であることが示され、特にMSSMにインスパイアされたパrameter領域で顕著である。
• 導出したフレームワークにより、MSSMの低エネルギー有効理論の文脈において、標準模型を超えるモデルにおけるヒッグス自己結合の精密な研究が可能になる。
• 本研究は、CP破壊状況下における将来のLHCおよび線形衝突機のヒッグス系自己相互作用分析の基盤を確立する。