[논문 리뷰] Higgless W unitarity from decoupling deconstruction

Nick Evans, Phil Membry|arXiv (Cornell University)|2004. 06. 25.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 21인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 메트릭 워핑이 있는 다섯 번째 차원의 간격에서 힉스 보손이 없는 퍼투르바티브이고 분해된 다섯 번째 차원 모형을 제안한다. 이 모형은 이중 편미분 힉스 필드로 연결된 SU(2)^N+1 × U(1)_Y 군의 사슬을 통해 단위성 위반을 피하는 디커플링 한계를 통해 W 보손 산란에서 단위성을 유지한다. 큰 힉스 필드의 기대값 또는 큰 SU(2) 게이지 커플링을 통해 두 가지 디커플링 영역을 식별하지만, 모든 실험적 제약 조건을 충족시키기 위해서는 2 테바전자볼트 근처에 힉스 유사 상태와 새로운 W 보손이 모두 존재해야 하며, 이는 부분적으로 힉스 없는 행동을 보이는 강하게 결합된 시나리오를 시사한다.

ABSTRACT

Recently there has been interest in electroweak models on a five dimensional interval that break the symmetry without a higgs boson. By warping the metric of the interval it may be possible to avoid experimental bounds on extra W bosons and delta rho. Five dimensional models necessarily require an explicit UV cut-off to remain perturbative, such as that provided by deconstruction. We study a simple deconstruction of this scenario with a chain of SU(2)^N+1 x U(1)_Y groups linked by bi-fundamental higgs. There are two interesting decoupling limits of this model, when the higgs vevs are taken large and when the SU(2) couplings grow, which might provide a perturbative realization. In fact it is very challenging to satisfy all the experimental bounds and the most compatible scenario has both a higgs and a relatively strongly coupled new W both close to 2 TeV

연구 동기 및 목표

• 메트릭 워핑이 있는 다섯 번째 차원의 간격에서 퍼투르바티브이고 힉스 없는 전자약력 모형을 탐색한다.
• 힉스 보손이 없는 상황에서 W 보손 산란에서 단위성 위반 문제를 해결한다.
• 퍼투르바티브성과 실험적 제약 조건을 유지하는 분해된 모형의 타당한 디커플링 한계를 규명한다.
• 현재의 LHC 및 전자약력 정밀도 데이터와 일치하는 힉스 없는 시나리오가 가능한지 확인한다.
• 2 테바전자볼트 근처에서 강하게 결합된 새로운 물리학 영역이 힉스 없는 행동을 모방할 수 있는지 평가한다.

제안 방법

• 이중 편미분 힉스 필드로 연결된 SU(2)^N+1 × U(1)_Y 게이지 군의 사슬으로 다섯 번째 차원의 힉스 없는 모형을 분해한다.
• 두 가지 다른 디커플링 한계를 적용한다: 큰 힉스 진공 기대값과 큰 SU(2) 게이지 커플링.
• 분해 프레임워크를 사용하여 고주파수 절단을 도입하고 5차원 모형의 퍼투르바티브성을 유지한다.
• W 보손 산란 진폭을 분석하여 단위성 위반 여부를 평가하고 실험적 제약 조건과 비교한다.
• 전자약력 정밀도 관측량, 특히 Δρ와 추가 W 보손 제약 조건과의 일치성을 평가한다.
• 실험 데이터와 일치하는 영역을 찾기 위해 파라미터 공간 스캔을 수행한다. 이는 2 테바전자볼트 스케일을 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 힉스 없는 다섯 번째 차원 전자약력 모형이 분해를 통해 W 보손 산란에서 단위성 위반을 피할 수 있는가?
• RQ2 퍼투르바티브성과 데이터 일치성을 유지하는 분해된 힉스 없는 모형에서의 타당한 디커플링 한계는 무엇인가?
• RQ3 힉스 없는 시나리오는 LHC 및 전자약력 정밀도 측정치와 어느 정도까지 일치할 수 있는가?
• RQ4 2 테바전자볼트 스케일 근처에서 모형을 안정화하는 데 새로운 무거운 W 보손이 수행하는 역할은 무엇인가?
• RQ5 2 테바전자볼트 근처에 힉스 유사 상태와 강하게 결합된 새로운 물리학 영역을 가진 모형이 모든 실험적 제약 조건을 충족시킬 수 있는가?

주요 결과

• 이 모형은 큰 힉스 필드의 기대값과 큰 SU(2) 커플링을 통해 두 가지 디커플링 한계를 보이며, 이는 힉스 없는 전자약력 대칭 붕괴의 퍼투르바티브적 실현 가능성을 제공한다.
• 이러한 한계에도 불구하고, 추가 W 보손과 Δρ에 대한 모든 실험적 제약 조건을 충족시키는 것은 매우 어렵다.
• 가장 타당한 시나리오는 힉스 유사 상태와 상대적으로 강하게 결합된 새로운 W 보손이 모두 2 테바전자볼트 근처에 존재하는 것이다.
• 이 2 테바전자볼트 스케일의 물리학은 모형이 실질적으로는 완전히 힉스 없는 상태가 아니라는 것을 시사한다.
• 새로운 물리학 영역이 강하게 결합되어 있고 2 테바전자볼트 근처에 있을 경우 모형의 데이터 일치성이 가장 뛰어나며, 이는 스케일의 다이내믹한 기원을 시사한다.
• 연구는 순수한 힉스 없는 시나리오는 현재의 데이터와 조율하기 어렵고, 힉스와 2 테바전자볼트 근처의 무거운 W 보손을 가진 하이브리드 모형이 가장 적합하다고 결론 내린다.