[논문 리뷰] Two-Loop Results for the Masses of the Neutral CP-Even Higgs Bosons in the MSSM

S. Heinemeyer, W. Hollik외 1명|ArXiv.org|1998. 06. 03.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 최소 초대칭 표준모형(MSSM)에서 중성 보존-CP-짝성 힉스 보손의 질량에 대한 다이어그램 기반 두 루프 양자 chromodynamics(QCD) 보정을 제시한다. 이 보정은 힉스 및 스칼라 토프 섹터의 임의의 매개변수에 대해 유효하며, 특히 큰 스토프 믹싱이나 높은 스칼라 토프 질량을 가진 경우에서 두 루프 효과가 가장 가벼운 힉스 보손 질량 예측의 정밀도를 크게 향상시킨다.

ABSTRACT

Diagrammatic two-loop results are presented for the leading QCD corrections to the masses of the neutral CP-even Higgs bosons in the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM). The results are valid for arbitrary values of the parameters of the Higgs and scalar top sector of the MSSM. Their impact on a precise prediction for the mass of the lightest Higgs boson is briefly discussed.

연구 동기 및 목표

• MSSM에서 중성 보존-CP-짝성 힉스 보손의 질량에 대한 주요 두 루프 QCD 보정을 계산하기 위해.
• 특히 가장 가벼운 힉스 보손 질량의 맥락에서, 힉스 섹터에 대한 정밀도 계산을 한 루프 수준을 초월하여 확장하기 위해.
• 히iggs 및 스칼라 토프 섹터 매개변수의 임의의 값에 대해 유효한 일반적인 프레임워크를 제공하기 위해.
• 두 루프 보정이 가장 가벼운 힉스 보손 질량의 이론적 예측에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 특히 LHC 및 향후 충돌기 제약 조건를 고려할 때, MSSM에서 고정밀 현상물리 연구를 지원하기 위해.

제안 방법

• 다이어그램 기반 양자장 이론 기법을 사용하여 힉스 보손의 두 루프 자기에너지 보정을 계산한다.
• 루프 다이어그램에서 토프 쿼크 및 스칼라 토프(스탑 입자)를 포함한 QCD 보정을 고려한다.
• 발산을 다루고 게이지 불변성을 확보하기 위해 MSSM 내에서 재규격화 절차를 적용한다.
• 히iggs 질량 행렬 원소에 대한 두 루프 기여를 분석적으로 유도한다.
• 일 루프 및 트리 수준 기여를 포함하여 전체 힉스 질량 스펙트럼 계산에 결과를 통합한다.
• 큰 스토프 믹싱과 높은 질량을 포함한 광범위한 MSSM 매개변수 공간에서 결과를 수치적으로 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 MSSM에서 중성 보존-CP-짝성 힉스 보손 질량에 대한 두 루프 QCD 보정의 크기와 구조는 어떠한가?
• RQ2 이러한 두 루프 보정은 MSSM 매개변수 영역 전반에서 가장 가벼운 힉스 보손 질량 예측에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 한 루프 결과에 비해 두 루프 효과가 힉스 질량 예측의 정밀도를 얼마나 향상시키는가?
• RQ4 두 루프 보정은 큰 스토프 믹싱이나 높은 스칼라 토프 질량에 민감한가? 이러한 영역에서 어떻게 행동하는가?
• RQ5 두 루프 보정은 실험 데이터에 대한 MSSM의 전반적 피팅에 신뢰성 있게 포함될 수 있는가?

주요 결과

• 중성 보존-CP-짝성 힉스 보손 질량에 대한 두 루프 QCD 보정은 무시할 수 없으며, 특히 가장 가벼운 힉스 보손 질량 예측의 정밀도를 크게 향상시킨다.
• 특히 큰 스토프 믹싱이나 높은 스칼라 토프 질량을 가진 경우에서 보정의 크기가 매우 크게 나타나, 한 루프 결과만으로는 부족하다.
• 분석 결과는 힉스 및 스칼라 토프 섹터 매개변수의 임의의 값에 대해 유효하여 광범위한 적용 가능성을 보장한다.
• 두 루프 효과를 포함함으로써 가장 가벼운 힉스 보손 질량의 예측값이 극단적인 매개변수 영역에서 수 개의 GeV에 이르는 이동을 겪을 수 있다.
• 결과는 고정밀 현상물리 분석 및 MSSM의 전반적 피팅에 필수적인 입력 자료를 제공한다.
• 제시된 프레임워크는 MSSM에서 주로 순서를 초월한 일관되고 신뢰할 수 있는 힉스 질량 계산이 가능하게 한다.