[论文解读] Little Higgs, Non-standard Higgs, No Higgs and All That

Hsin-Chia Cheng|ArXiv.org|Oct 17, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 52被引用 17

一句话总结

本文综述了电弱对称性自发破缺的非超对称模型，包括小希格斯、复合希格斯和无希格斯理论，利用额外维度、AdS/CFT对偶和集体对称性自发破缺等现代工具。研究表明，这些模型构成一个连续谱系，其关键预测可在大型强子对撞机（LHC）上检验，并强调需要通过有效拉格朗日量和moose图等统一框架来分类新物理，尽管面临强烈的电弱精确约束和微调代价的权衡。

ABSTRACT

We give a brief review of recent developments in non-supersymmetric models for electroweak symmetry breaking, including little Higgs, composite Higgs and Higgsless theories. The new ideas such as extra dimensions, AdS/CFT correspondence, dimension-deconstruction, and collective symmetry breaking provide us new tools to construct new models. They also allow some old ideas to be revived and implemented in these new models.

研究动机与目标

• 提供对标准模型之外非超对称电弱对称性自发破缺模型的全面综述。
• 分析近期理论工具（如额外维度、AdS/CFT对偶和集体对称性自发破缺）如何促成可行模型的构建。
• 解决在这些模型中满足严格电弱精确约束的同时最小化微调问题的挑战。
• 通过有效场论和moose图，将不同模型（如小希格斯、无希格斯、复合希格斯）统一于同一理论框架下。
• 通过识别各类模型中的共同信号（如新矢量共振态和费米子伙伴），指导LHC唯象学研究。

提出的方法

• 利用层子化技术将高维模型（如Randall-Sundrum模型）近似为类似晶格的4维规范场论，以实现唯象学分析。
• 应用AdS/CFT对偶，将强耦合的5维规范理论映射为4维共形场论，为复合希格斯和无希格斯情形提供对偶描述。
• 在小希格斯模型中采用集体对称性自发破缺机制，其中希格斯作为受部分全局对称性保护的伪Nambu-Goldstone玻色子，其在两个不同规范区被显式破缺。
• 利用具有翘曲几何的5维规范场论框架（RS1），将希格斯实现为规范场的Kaluza-Klein激发态，特别是规范场$A_5$在IR膜上的零模。
• 构建有效拉格朗日量和moose图，系统描述各类模型中的新物理态（特别是KK共振态和顶夸克伙伴）。
• 通过可计算的5维模型评估对$S$和$T$参数的修正，采用规范对称性机制抑制$T$参数贡献。

实验结果

研究问题

• RQ1 在不引入基本希格斯玻色子的前提下，非超对称模型如何解决层次问题？
• RQ2 额外维度和AdS/CFT对偶在实现自然电弱对称性自发破缺中扮演何种角色？
• RQ3 小希格斯、复合希格斯和无希格斯模型在多大程度上可统一于同一理论框架下？
• RQ4 电弱精确可观测量（特别是$S$和$T$参数）如何约束这些模型的参数空间？
• RQ5 这些模型的主要LHC信号是什么？如何通过有效场论和moose图技术加以区分？

主要发现

• 小希格斯模型通过集体对称性自发破缺实现自然轻希格斯，其质量受部分全局对称性保护，该对称性在两个不同规范区被显式破缺。
• 在Randall-Sundrum模型中，希格斯可作为规范场$A_5$的零模出现，其质量受$Z_2$宇称和规范对称性保护。
• 无希格斯模型通过Kaluza-Klein规范玻色子实现纵向$WW$散射的幺正化，最轻的KK态质量接近1 TeV以满足$S$参数约束。
• 当标准模型费米子局域在UV膜上时，$S$参数为正，与强子物理估算一致，且可通过调整费米子波函数进行微调。
• 通过规范$SU(2)_L \times SU(2)_R$并引入规范对称性，可抑制$T$参数，从而稳定$W$与$Z$玻色子的质量比。
• 通过moose图和有效拉格朗日量实现的统一描述，可对各类模型中的新物理态（特别是顶夸克伙伴和KK共振态）进行分类，从而支持LHC唯象学研究。