[논문 리뷰] The Phenomenology of a Non-Standard Higgs Boson IN $W_{L}W_{L}$ Scattering

Vassilis Koulovassilopoulos, R. Sekhar Chivukula|1993. 12. 21.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 1인용 수 35

한 줄 요약

이 논문은 효과적 카이랄 라그랑지안 프레임워크를 사용하여 종단적 W 보손 산란에서 비표준 힉스 보손의 현상론을 조사한다. 힉스 너비와 관련된 단일 주요 이심 매개변수를 규명하며, 이러한 힉스가 고에너지에서 산란 진폭에 측정 가능한 수정을 유도할 수 있음을 보여주며,未래의 강입자 충돌기인 LHC에서의 발견 가능성을 시사한다.

ABSTRACT

In this paper we consider the phenomenology of a ``non-standard'' Higgs Boson in longitudinal gauge-Boson scattering. First, we present a composite Higgs model (based on an $SU(4)/Sp\,(4)$ chiral-symmetry breaking pattern) in which there is a non-standard Higgs Boson. Then we explore, in a model-independent way, the phenomenology of such a non-standard Higgs by calculating the chiral logarithmic corrections to longitudinal gauge scattering. This calculation is done using the Equivalence theorem and the Higgs is treated as a scalar-isoscalar resonance coupled to the Goldstone Bosons of the \mbox{$SU(2)_{L} imes SU(2)_{R}/SU(2)_{V}$} chiral symmetry breaking. We show that the most important deviation from the one Higgs-doublet standard model is parameterized by one unknown coefficient which is related to the Higgs width. The implications for future hadron colliders are discussed.

연구 동기 및 목표

• 비표준 힉스 보손이 최소 표준 모형을 초월한 종단적 게이지 보손 산란에서 미치는 현상론적 결과를 탐색하는 것.
• SU(2)_L × SU(2)_R 카이랄 대칭 붕괴에서 유도된 골드스톤 보손에 결합하는 스칼라-이소스칼라 진동자로 이러한 힉스를 모델링하는 것.
• 등가 정리(Equivalence Theorem)를 사용하여 모형 독립적인 방식으로 효과적 이론에서의 W_L W_L 산란 진폭에 대한 카이랄 로그 보정을 계산하는 것.
• 표준 모형에서의 이심을 단일 계수로 매개변수화한 주요 이심 매개변수를 규명하는 것.
• 미래의 강입자 충돌기, 예를 들어 LHC에서 이러한 비표준 힉스 효과의 탐지 가능성 평가.

제안 방법

• 복합 힉스 모형을 구성하기 위해 SU(4)/Sp(4) 카이랄 대칭 붕괴를 기반으로 하며, 복합성 스케일을 절단점 Λ로 설정한다.
• 미지의 계수 ξ, ξ′, ξ′′를 포함한 효과적 라그랑지안 (1)을 사용하여 힉스가 골드스톤 보손에 결합하는 방식을 기술한다.
• 고에너지에서 종단적 W 보손 산란을 골드스톤 보손 산란과 연결하기 위해 등가 정리를 적용한다.
• 비표준 힉스를 포함한 효과적 이론을 사용하여 W_L W_L 산란 진폭에 대한 1-루프 카이랄 로그 보정을 계산한다.
• 만델스타姆 변수의 다이로그함수와 로그함수를 포함한 적분의 해석적 표현을 유도한다.
• 모형 매개변수를 물리적 관측량, 특히 힉스 너비에 연결하여 주요 이심 매개변수를 분리한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비표준 힉스 모형에서 W_L W_L 산란에 대한 카이랄 로그 보정은 표준 모형과 어떻게 다를까?
• RQ2 비표준 힉스 시나리오에서 표준 모형에서의 이심을 특징짓는 주요 매개변수는 무엇인가?
• RQ3 히iggs 너비는 효과적 이론에서 산란 진폭에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ4 미래의 강입자 충돌기는 종단적 게이지 보손 산란을 통해 비표준 힉스를 표준 모형 힉스와 얼마나 잘 구별할 수 있는가?
• RQ5 히iggs 자기상호작용 및 고차원 결합은 산란 역학을 어떻게 수정하는가?

주요 결과

• W_L W_L 산란에서 표준 모형과의 가장 중요한 이심은 힉스 너비와 관련된 단일 미지 계수로 매개변수화된다.
• 산란 진폭에 대한 카이랄 로그 보정은 주로 힉스 교환에 의해 지배되며, 힉스 질량과 결합 상수에 민감하다.
• 계수 ξ, ξ′, ξ′′를 포함한 효과적 라그랑지안 (1)은 비표준 힉스의 본질적 역학을 잘 묘사하며, 선형 시그마 모형은 특수한 경우이다.
• 모형 독립적 분석은 힉스 너비가 산란 진폭에서의 이심 크기를 결정하는 핵심 관측량임을 보여준다.
• 결과는 향후 강입자 충돌기, 특히 LHC가 종단적 게이지 보손 산란의 정밀 측정을 통해 이러한 비표준 힉스 효과를 탐지할 수 있음을 시사한다.
• 다이로그함수와 복소 로그함수를 포함한 해석적 1-루프 적분은 전체 진폭 보정을 계산하는 데 필수적이다.