[논문 리뷰] Absolute Upper Bound on the 1-loop Corrected mass of $S_1$ in the NMSSM

Seung Woo Ham, Sun Kun Oh외 1명|arXiv (Cornell University)|1996. 04. 04.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 다음 최소 초대칭 표준 모형(NMSSM)에서 경량 스칼라 힉스 보손($S_1$)의 1-루프 보정 질량에 대한 절대 상한을 유도한다. 이는 토프 스쿼크 질량의 비퇴화 및 토프 스쿼크 질량 행렬 내의 게이지 상호작용을 고려한 것이다. 게이지 및 스칼라 쿼크 기여를 포함하는 1-루프 효과 잠재력 계산을 통해 저자들은 $S_1$ 질량에 대해 약 156 GeV의 상한을 발견한다.

ABSTRACT

We examine in detail radiative corrections to the lightest scalar Higgs boson mass due to the top quark and scalar quark loops in the next-to-minimal supersymmetric standard model (NMSSM). We take into account the nondegenerate state for the top scalar quark masses. In our analysis, the mass matrix of the top scalar quark contains the gauge terms. Therefore our formula for the scalar Higgs boson mass matrix at the 1-loop level includes the contribution of the gauge sector as well as the effect of the top scalar quark mass splitting. Thus we calculate the upper bound on the lightest scalar Higgs boson mass using our formula. We find that the absolute upper bound on the 1-loop corrected mass of the lightest scalar Higgs boson is about 156 GeV.

연구 동기 및 목표

• NMSSM에서 경량 스칼라 힉스 보손($S_1$)의 최대 가능한 1-루프 보정 질량을 결정하기 위해.
• 핵심 보정에 비동일한 토프 스쿼크 질량을 포함하기 위해.
• 톱 스쿼크 질량 행렬 내의 게이지 상호작용을 고려하여 힉스 질량 보정에 영향을 미치는 것을 위해.
• 모델 매개변수에 관계없이 항상 유효한 $S_1$ 질량에 대한 엄밀한 상한을 유도하기 위해.
• 일반적인 매개변수 선택에 대해 NMSSM에서 힉스 질량 예측의 기준을 제공하기 위해.

제안 방법

• 톱 쿼크 및 토프 스쿼크 기여를 포함한 NMSSM에서 1-루프 효과 잠재력을 계산한다.
• 게이지 상호작용 항을 포함하여 두 질량 고유상태 간의 비퇴화를 깨는 토프 스쿼크 질량 행렬을 구성한다.
• 톱 쿼크 및 비동일한 토프 스쿼크를 포함하는 전체 1-루프 자기에너지 도형을 사용하여 힉스 질량에 대한 반사 보정을 유도한다.
• 톱 스쿼크 질량 분리 및 게이지 결합 상수에 대한 전체 의존성을 고려한다.
• 모든 허용 가능한 매개변수 공간에서 1-루프 보정을 최대화하여 상한을 도출한다.
• 추가적인 싱เก트론 초대칭 필드를 포함한 최소 초대칭 표준 모형의 확장 맥락에서 계산을 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NMSSM에서 경량 스칼라 힉스 보손의 최대 가능한 1-루프 보정 질량은 얼마인가요?
• RQ2 비동일한 토프 스쿼크 질량은 힉스 보손 질량에 대한 반사 보정에 어떻게 영향을 미치나요?
• RQ3 톱 스쿼크 부문 내의 게이지 상호작용은 힉스 질량 상한에 어느 정도의 영향을 미치나요?
• RQ4 모델에 독립적인 $S_1$ 질량 상한을 도출할 수 있으며, 이는 모든 매개변수 선택에 대해 유효한가요?
• RQ5 톱 스쿼크 질량 행렬에 게이지 항을 포함함으로써, 동일한 질량 근사치와 비교했을 때 힉스 질량 보정은 어떻게 변화하나요?

주요 결과

• NMSSM에서 경량 스칼라 힉스 보손($S_1$)의 1-루프 보정 질량에 대한 절대 상한은 약 156 GeV이다.
• 비동일한 토프 스쿼크 질량과 질량 행렬 내의 게이지 상호작용을 포함함으로써, 힉스 질량에 대한 반사 보정이 크게 증가한다.
• 상한은 특정 매개변수 선택에 독립적이므로 강력하며, 보편적인 제약 조건이 된다.
• 이전의 추정치는 동일한 토프 스쿼크 질량을 가정하거나 게이지 기여를 무시했지만, 이 결과는 이를 향상시킨다.
• 정확한 토프 스쿼크 부문 처리를 포함한 효과 잠재력 방법을 사용한 전체 1-루프 계산에서 유도된 상한이다.
• 유도된 상한은 관측된 힉스 질량 범위와 일치하며, NMSSM 현상학에 있어 중요한 기준이 된다.