[论文解读] Scalar sector of Supersymmetric ${SU}(3)_C\otimes {SU}(3)_L \otimes {U}(1)_N$ Model with right-handed neutrinos

D. T. Huong, M. C. Rodriguez+1 more|ArXiv.org|Aug 3, 2005

Neutrino Physics Research参考文献 1被引用 9

一句话总结

本文对具有右手中微子的规范群为 SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)N 的超对称模型中的标量 sector 进行了详细分析，推导出完整的质量谱，并表明 L=0 与 L=2 标量态之间不存在混合。研究结果表明，最轻的标量质量上限为 230 GeV，与 LEP 对标准模型 Higgs 玻色体的约束一致。

ABSTRACT

We investigate a scalar sector of the supersymmetric $ SU_C(3) \otimes SU_L(3)\otimes U_N(1)$ model with right-handed neutrinos. The mass spectra are derived. We show that only neutral Higgs sector with lepton number L=0 could have a VEV. There is no mixing between scalars having L=0 and bilepton scalars having L=2. There are six Goldstone bosons: two in neutral sector, three in pseudo-scalar sector and one in charged scalar sector. For a given set of input parameters (five from the $F$ terms and two from the soft term) all the scalar sectors in this model contain the upper limit of 230 GeV to the mass of the lightest scalar, which are in agreement with the lower limit of the SM Higgs boson obtained by LEP.

研究动机与目标

• 构建并分析具有右手中微子的超对称 SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)N 模型的完整标量 sector。
• 推导所有标量态（包括中性、赝标量和带电标量）的质量谱。
• 研究具有轻子数 L=0 和 L=2 的标量之间的混合结构，特别是双轻子态。
• 确定最轻标量态质量的上限，并与实验限制进行比较。
• 确认自发规范对称性破缺所伴随的 Goldstone 玻色体的存在及其数量。

提出的方法

• 基于规范群 SU(3)C⊗SU(3)L⊗U(1)N 和包含右手中微子的超多重态内容，构建超对称标量势。
• 利用 F-项和软性破缺项，推导中性、赝标量和带电标量 sector 的质量矩阵。
• 通过一组输入参数（五个来自 F-项，两个来自软性破缺项）对标量质量矩阵进行数值对角化。
• 通过真空期望值（VEVs）的结构识别 Goldstone 玻色体，确认共六个（两个中性，三个赝标量，一个带电）。
• 对不同 VEV 值（例如 w' = 500 GeV 至 1 TeV）下的物理标量质量进行数值分析，利用矩阵对角化提取本征值。
• 将所得标量质量限制与标准模型及 MSSM 的已知限制进行比较，特别是 LEP 对 Higgs 玻色体的下限。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有右手中微子的超对称 3-3-1 模型中，标量 sector 的完整质量谱是什么？
• RQ2 该模型中，具有轻子数 L=0 的标量与具有 L=2 的标量（双轻子态）之间是否存在混合？
• RQ3 该模型中最轻标量态的质量上限是多少？与实验约束相比如何？
• RQ4 产生了多少 Goldstone 玻色体？它们在中性、赝标量和带电标量 sector 中如何分布？
• RQ5 标量质量是否与 LEP 确立的标准模型 Higgs 玻色体质量下限（约 114.4 GeV）一致？

主要发现

• 仅具有轻子数 L=0 的中性标量可获得真空期望值（VEVs），而 L=2 的双轻子态不发展 VEVs。
• L=0 与 L=2 标量之间不存在混合，证实了中性标量与双轻子标量 sector 的解耦。
• 该模型包含六个 Goldstone 玻色体：两个在中性 sector，三个在赝标量 sector，一个在带电标量 sector。
• 所有 sector 中最轻标量质量的上限为 230 GeV，该结果通过在不同 VEV 下的数值对角化得出。
• 中性、赝标量和带电标量 sector 中最轻标量质量的数值结果约为 223.7–224.7 GeV，具体取决于输入参数。
• 所有标量质量限制均与 LEP 对标准模型 Higgs 玻色体质量的下限（约 114.4 GeV）以及 MSSM 对最轻 Higgs 状态的约束一致。