[论文解读] Radiative CP violation in the Higgs sector of the Next-to-minimal supersymmetric model

S. W. Ham, Y. Jeong+1 more|ArXiv.org|Aug 26, 2003

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 9

一句话总结

本文使用一环有效势方法研究了下一个最小 supersymmetric standard model (NMSSM) 的 Higgs 规域中的辐射 CP 破坏。结果表明，即使在树图级 Higgs 电位为 CP 保守的情况下，通过量子修正仍可出现显式 CP 破坏，特别是通过中性ino 系统中的复相位，导致在特定参数选择下强标量-赝标量 Higgs 混合。

ABSTRACT

We investigate the neutral Higgs sector in the next-to-minimal supersymmetric standard model (NMSSM) with explicit CP violation at the one-loop level by using the effective potential method. In general, explicit CP violation is possible at the tree-level in the Higgs potential of the NMSSM, which may possess a complex phase. The tree-level Higgs potential can be made CP conserving by assuming that all the relevant parameters are real. However, the CP-conserving Higgs potential at the tree level may still develop complex phases at the one-loop level through radiative corrections. These complex phases exhibit explicit CP violation through the mixings between the scalar and pseudoscalar Higgs bosons. One of the complex phases arise in the neutralino sector. For a particular choice of the relevant parameter values, the scalar-pseudoscalar mixings are found to strongly dependent on this phase. Meanwhile, for a wide region in the parameter space, the ratios of CP mixing elements of the neutral Higgs boson mass matrix to CP non-mixing ones increase weakly against this phase. Also, the neutral Higgs boson masses are roughly stable against the variation of this phase.

研究动机与目标

• 通过一环辐射修正研究 NMSSM Higgs 规域中显式 CP 破坏的产生机制，即使树图级电位为 CP 保守。
• 识别来自标量顶夸克、底夸克、陶子、带电ino 和中性ino 系统量子修正的 Higgs 质量矩阵中复相位的来源。
• 研究中性ino 系统复相位在诱导 Higgs 规域中标量-赝标量混合中的作用。
• 分析 Higgs 玻色子质量的稳定性以及混合元素对中性ino 相位变化的敏感性。
• 量化在广阔参数空间中，CP 破坏混合对中性ino 相位的依赖性。

提出的方法

• 采用一环有效势方法计算 NMSSM 中 Higgs 电位的辐射修正。
• 假设所有树图级参数为实数，以在树图级强制实现 CP 保守，将辐射贡献隔离为 CP 破坏的来源。
• 显式计算来自标量顶夸克、底夸克、陶子、带电ino 和中性ino 系统的复相位对 Higgs 质量矩阵的贡献。
• 使用数值分析评估质量矩阵元素和混合角对中性ino 相位的依赖性，同时固定其他参数。
• 构建并分析包含一环修正的中性 Higgs 质量矩阵，重点关注 CP 破坏与 CP 保守矩阵元素之比。
• 在广阔参数空间中进行随机扫描，以确定最大 CP 破坏效应，特别关注 ρ 参数和混合强度。

实验结果

研究问题

• RQ1 即使树图级电位为 CP 保守，NMSSM Higgs 规域中是否仍可通过一环辐射修正产生显式 CP 破坏？
• RQ2 中性ino 系统中的复相位对 Higgs 规域中标量-赝标量混合的影响有多强？
• RQ3 Higgs 玻色子质量对中性ino 相位的依赖性如何？该质量在相位变化下是否稳定？
• RQ4 Higgs 质量矩阵中 CP 破坏与 CP 保守矩阵元素之比如何随中性ino 相位变化？
• RQ5 在现实参数约束下，NMSSM 中可能实现的最大 CP 破坏效应（以 ρ 和混合强度衡量）是多少？

主要发现

• 即使树图级 Higgs 电位为 CP 保守，中性ino 系统的辐射修正仍可在 Higgs 规域中诱导显著的显式 CP 破坏。
• 对于特定参数选择，标量-赝标量混合强烈依赖于中性ino 系统的复相位，表明该相位在 CP 破坏中起主导作用。
• 在参数空间的广大区域内，CP 破坏与 CP 保守矩阵元素之比随中性ino 相位弱增长，表明具有微弱但不可忽略的敏感性。
• 中性 Higgs 玻色子的质量对中性ino 相位的变化保持大致稳定，表明谱系具有鲁棒性。
• 在参数空间的随机扫描中，ρ 参数（CP 破坏效应的度量）的最大值达到约 0.025，表明可观测的 CP 破坏信号是可能的。
• 混合强度（通过正交矩阵元素的平方量化，例如 O₁₃²、O₂₃²）随中性ino 相位显著变化，证实其在生成 CP 破坏中的关键作用。