[論文レビュー] Ultraviolet Complete Technicolor and Higgs Physics at LHC

Matti Antola, Stefano Di Chiara+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 17, 2013

Computational Physics and Python Applications被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、電弱スケールよりも高いエネルギーで素粒子スカラーおよびゲージノをデカップリングすることで、小さな階層問題を回避する、紫外完全な技術色模型であるSU(3)最小ウォークイン技術色模型（3MWT）を提案する。このモデルは、SU(3)の大域対称性がSO(3)に自発的に破れる仕組みにより電弱対称性の破れを実現し、標準模型と同等の精度でLHCのヒッグス粒子データを再現するが、素粒子ヒッグス場を必要とせず、フェルミオン質量およびフラバー構造の動的な説明を提供する。

ABSTRACT

We construct a Technicolor model which provides masses for the electroweak gauge bosons and for all the Standard Model matter fields. Starting from an ultraviolet complete supersymmetric technicolor, we propose a scenario where all elementary scalars, gauginos, and higgsinos are decoupled at an energy scale substantially higher than the electroweak scale, therefore avoiding the little hierarchy problem of the minimal supersymmetric standard model. The resulting low energy theory has an SU(3) global symmetry whose breaking to SO(3) leads to electroweak symmetry breaking. We study in detail the phenomenology of this theory and demonstrate that it reproduces the present LHC data at the same level of precision as the Standard Model itself.

研究の動機と目的

• 電弱スケールよりも高いエネルギーで素粒子スカラーおよびゲージノをデカップリングすることで、小さな階層問題を回避するUV完全な技術色模型を構築すること。
• 電弱対称性の破れが、SU(3)の大域対称性がSO(3)に自発的に破れるものであることを示し、複合ヒッグスに類似した状態が生成されることを示すこと。
• モデルが標準模型と同等の精度でLHCのヒッグス粒子データ（ヒッグスカップリングおよび精密電弱観測量を含む）を再現できることを示すこと。
• 素粒子ヒッグス場を必要とせず、微調整を要しない動的な方法でフェルミオン質量およびフラバー階層を説明すること。

提案手法

• 超対称的技術色模型の枠組みから出発し、すべての素粒子スカラー、ゲージノ、ヒッグジノをTeVスケールよりもはるかに高いスケールで積分し、取り除く。
• 低エネルギー効果的理論には、3つのワイル技術フェルミオン、技術グルーオン、および重い第4世代の電弱ダブルレットのレプトンが含まれ、大域SU(3)対称性を有する。
• 電弱対称性の破れは、SU(3)の大域対称性がSO(3)に自発的に破れるものであり、その結果生成される擬スネイク・ゴールドストン粒子がヒッグスに類似した状態を担う。
• SおよびTパラメータは一般化されたニュートリノ質量行列を用いて計算され、重いベクトル型レプトンおよび中性ノの寄与を含め、精密電弱データと整合することを保証する。
• フェルミオン質量は、標準模型フェルミオンと複合技術バリオンとの間の引力的ヤコビ・カップリングから生じ、素粒子ヒッグス場の必要性を排除する。
• 中間子のラグランジアンは、基礎となるUV理論から導出され、中性および電荷を帯びたゲージボソンの質量行列が明示的に計算され、LHCの制約に一致するようにする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 素粒子スカラーおよびゲージノをデカップリングすることで、小さな階層問題を回避するUV完全な技術色模型は、電弱対称性の破れを保ちつつ可能か？
• RQ2 SU(3)の大域対称性がSO(3)に破れるモデルは、LHCで観測されたヒッグス粒子質量およびカップリングを再現できるか？
• RQ3 素粒子ヒッグス場を必要としない複合ヒッグスフレームワークにおいて、フェルミオン質量およびフラバー階層はどのようにして生じるか？
• RQ4 重いベクトル型レプトンおよび中性ノは、複合ヒッグスモデルにおけるSおよびTパラメータにどのような寄与をもたらすか？
• RQ5 モデルは、標準模型と同等の精密電弱適合性を達成しながら、自然かつ微調整のない状態を保てるか？

主な発見

• 重い標準模型状態の量子補正により、素粒子ヒッグスを必要とせず、観測された125 GeVのヒッグス粒子質量が正確に再現される。
• SおよびTパラメータは一般化されたニュートリノ質量行列を用いて計算され、現在のLHCの精密電弱データと整合的である。
• 素粒子スカラーを一切含まないにもかかわらず、モデルは標準模型と同等の精度でLHCのヒッグス粒子データと一致する。
• フェルミオン質量は、標準模型フェルミオンと複合状態との間の引力的ヤコビカップリングから生じ、フラバー階層の動的説明を提供する。
• 低エネルギースペクトルには、標準模型の場、3つのワイル技術フェルミオン、技術グルーオン、および重い第4世代の電弱ダブルレプトンが含まれ、軽い素粒子スカラーは存在しない。
• すべての素粒子スカラーおよびゲージノがTeVスケールよりもはるかに高いスケールでデカップリングされることにより、モデルは小さな階層問題を回避し、自然性を保つ。