[논문 리뷰] The Higgs Boson Mass in Gauge-Mediated Supersymmetry-Breaking Models with Generalized Messenger Sectors

Thomas A. Kaeding, S. Nandi|ArXiv.org|1999. 06. 11.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 1인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 표준 SU(5) 5+5̄ 또는 10+10̄ 표현을 초월하는 일반화된 메신저 섹터를 가진 게이지 매개 초대칭 깨짐(GMSB) 모형에서 힉스 보손 질량을 조사한다. 메신저 섹터에 임의의 SU(3)⊗SU(2)⊗U(1) 다중체를 허용함으로써, 저자들은 가장 가벼운 힉스 질량을 계산하고 Λ = 100 TeV일 때 최대 132 GeV의 값을 도출하며, 이는 업그레이드된 테바트론에서 검증 가능함을 시사한다.

ABSTRACT

The lighter neutral scalar Higgs mass is examined in gauge-mediated supersymmetry-breaking models in which the messenger sector responsible for SUSY breaking is allowed to involve more general sets of $SU(3) \otimes SU(2) \otimes U(1)$ multiplets than those contained in the SU(5) $5 + \bar{5}$ or $10 + \bar{10}$ multiplets. The largest mass for the lighter scalar Higgs is found to be 132 GeV when the breaking parameter $Λ$ is taken to be 100 TeV\@. Thus the predictions for the lightest Higgs mass can be tested at the upgraded Tevatron runs for these general classes of GMSB models.

연구 동기 및 목표

• 표준 SU(5) 표현인 5+5̄ 또는 10+10̄ 외의 최소한의 표현을 초월한 게이지 매개 초대칭 깨짐(GMSB) 모형의 메신저 섹터를 확장하기.
• 일반화된 메신저 다중체가 힉스 섹터의 반사적 보정에 미치는 영향을 분석하기.
• 이러한 일반화된 GMSB 프레임워크에서 가장 가벼운 중성 힉스 보손의 최대 가능 질량을 규명하기.
• 예측된 힉스 질량을 실험적 제약 조건과 비교하여 이러한 모형의 현상학적 타당성을 평가하기.
• 이 모형들이 업그레이드된 테바트론 입자 충돌기에서 검증될 수 있는지 평가하기.

제안 방법

• 최소한의 5+5̄ 또는 10+10̄ 표현을 초월하여 메신저 섹터에 임의의 SU(3)⊗SU(2)⊗U(1) 다중체를 포함하는 GMSB 모형을 구축하기.
• 효과적 장 이론 기법을 사용하여 힉스 포텐셜의 1-루프 반사적 보정을 계산하기.
• 특히 게이지 및 요크 반응에 기인한 메신저 루프 기여를 힉스 질량 행렬에 포함하기.
• 일반화된 메신저 구성의 맥락에서 나무 차수 힉스 질량에 대한 주요 보정을 다이내믹스 군 방정식(RGEs)을 사용하여 평가하기.
• SUSY 깨짐 스케일을 Λ로 매개변수화하고, Λ와 메신저 표현 구성에 따른 힉스 질량의 함수로서의 특성 연구하기.
• 일반화된 메신저 결합을 가진 최소 초대칭 표준 모형(MSSM) 프레임워크를 사용하여 물리적 힉스 질량 계산하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 일반화된 메신저 섹터를 가진 GMSB 모형에서 가장 가벼운 중성 힉스 보손의 최대 질량은 얼마인가요?
• RQ2 최소한의 표현(5+5̄ 또는 10+10̄를 초월하는) 메신저 표현은 힉스 질량의 반사적 보정에 어떻게 영향을 미치나요?
• RQ3 이러한 일반화된 모형에서 힉스 질량은 SUSY 깨짐 스케일 Λ에 따라 어떻게 의존하는가요?
• RQ4 이러한 모형에서 예측된 힉스 질량은 업그레이드된 테바트론 입자 충돌기에서 탐지 가능할 수 있나요?
• RQ5 메신저 필드의 게이지 및 요크 상호작용은 효과 이론에서 힉스 질량에 어떻게 영향을 미치나요?

주요 결과

• SUSY 깨짐 스케일 Λ를 100 TeV로 설정했을 때 일반화된 GMSB 모형에서 가장 가벼운 중성 힉스 질량의 최대 값은 132 GeV로 도출되었다.
• 이 최대 힉스 질량는 힉스 섹터의 반사적 보정을 최대화하는 특정 메신저 다중체 선택에 의해 달성된다.
• 이 결과는 이러한 모형에서 힉스 질량가 업그레이드된 테바트론 실험의 탐지 범위 내에 유지됨을 시사하며, 특히 Λ ~ 100 TeV일 경우에 해당한다.
• 더 일반적인 메신저 표현을 포함할 경우, 최소 모형 대비 힉스 질량에 대한 기여가 증가한다.
• 모형에 따라 달라지는 힉스 질량 보정은 메신저 필드의 양자 수 및 표현에 민감하게 의존한다.
• 132 GeV 이하의 힉스 질량 예측은 이러한 일반화된 GMSB 모형이 현재의 실험 제약 조건과 일치하며, 향후 곧바로 검증 가능하다는 것을 시사한다.