[论文解读] Ewsb at LHC

A. Djouadi, Rohini M. Godbole|arXiv (Cornell University)|Jan 14, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本文综述了标准模型及其扩展（包括超对称性和额外维度）中的希格斯 sector，以评估大型强子对撞机（LHC）发现希格斯粒子并研究其基本性质的潜力。文章概述了探测电弱对称性自发破缺和质量生成机制的理论框架与实验前景。

ABSTRACT

One of the major goals of the Large Hadron Collider is to probe the electroweak symmetry breaking mechanism and the generation of the masses of the elementary particles. We review the physics of the Higgs sector in the Standard Model and some of its extensions such as supersymmetric theories and models of extra dimensions. The prospects for discovering the Higgs particles at the LHC and the study of their fundamental properties are summarised.

研究动机与目标

• 考察大型强子对撞机（LHC）探测到的电弱对称性自发破缺过程中希格斯 sector 的作用。
• 评估标准模型之外物理的理论动机，包括超对称性和额外维度。
• 评估大型强子对撞机（LHC）在发现希格斯粒子及其性质测量方面的潜力。
• 总结指导高能对撞机中希格斯粒子搜索的当前理论与现象学框架。

提出的方法

• 回顾标准模型中的希格斯机制及其对粒子质量生成的影响。
• 分析超对称理论和额外维模型等扩展，以探索替代的希格斯 sector。
• 综合各类模型中希格斯玻色子产生和衰变率的理论预测。
• 基于预期信号强度和背景，评估 LHC 发现希格斯粒子的灵敏度。
• 调查与希格斯性质测量相关的实验策略和探测器能力。
• 将理论预期与 LHC 数据趋势进行比较，以识别新希格斯态的可行信号。

实验结果

研究问题

• RQ1 在标准模型中，大型强子对撞机（LHC）中希格斯玻色子产生和衰变的关键信号是什么？
• RQ2 超对称和额外维模型与标准模型相比，如何改变希格斯 sector？
• RQ3 在各种新物理情景下，大型强子对撞机（LHC）对希格斯粒子的预期发现范围和灵敏度如何？
• RQ4 LHC 如何精确测量希格斯玻色子的基本性质，如自旋、宇称和耦合常数？
• RQ5 当前 LHC 数据对扩展希格斯 sector 中额外希格斯态存在的约束是什么？

主要发现

• 大型强子对撞机（LHC）具备发现标准模型及其扩展（包括超对称性和额外维模型）所预测的希格斯粒子的潜力。
• 超对称性和具有额外维度的模型等理论框架预测了超出标准模型希格斯玻色子的额外希格斯态。
• LHC 的高能质子-质子碰撞使得能够以高精度研究希格斯玻色子的产生和衰变率。
• LHC 的实验分析对希格斯耦合的偏离敏感，这些偏离可能暗示标准模型之外的新物理。
• 在 LHC 中发现并详细表征希格斯粒子对于检验电弱对称性自发破缺机制至关重要。
• 在足够亮度和先进分析技术下，测量希格斯玻色子性质（如自旋、宇称和自耦合）的前景是可行的。