[论文解读] Soft SUSY Breaking, Stop-Scharm Mixing and Higgs Signatures

J. Lorenzo Díaz-Cruz, H. He+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2001

Distributed and Parallel Computing Systems被引用 11

一句话总结

本文提出了一种在MSSM中软规范对称性自发破缺的最小味不变（FCNC）框架，表明在精确性、稳定性及电荷-色禁闭约束下，顶夸克与粲夸克超伴子之间的O(1)混合是可行的。研究证明，这种混合通过一个水平U(1)_H对称性自然实现，该对称性同时解决了\mu-问题，并诱导出显著的圈修正Higgs粒子与第三代夸克的耦合，从而在不依赖质量插入近似的情况下，于Tevatron和LHC产生新颖的Higgs信号。

ABSTRACT

The three-family squark mass-matrix from MSSM soft breaking contains a rich flavor-mixing structure. We formulate the {\\it minimal} FCNC schemes for the squark mass-terms and scalar trilinear interactions consistent with existing precision data and charge-color breaking plus stability bounds, and find O(1) mixings among top- and charm-squarks are allowed. We demonstrate that this feature can be naturally realized in a class of new models with horizontal U(1)_H symmetry which also solves the SUSY \\mu-problem. Then, we analyze SUSY radiative corrections to H^+-b-c and h^0-t-c vertices without using mass-insertion approximation and show that the loop-induced flavor-mixing couplings can be significant to provide new discovery Higgs signatures at Tevatron and LHC.

研究动机与目标

• 识别MSSM中满足精确性、稳定性及电荷-色禁闭约束的最小味不变软对称性破缺项。
• 探讨顶夸克与粲夸克超伴子之间O(1)混合是否与实验约束及自然性一致。
• 构建一类具有水平U(1)_H对称性的模型，同时解决\mu-问题并允许显著的超夸克混合。
• 在不使用质量插入近似的情况下，分析H^+-b-c与h^0-t-c顶点的辐射修正。
• 识别由圈修正诱导的味混合耦合产生的、在Tevatron与LHC上可能被发现的新Higgs衰变信号。

提出的方法

• 在最小FCNC假设下，构建最一般的超夸克质量矩阵与三线性标量相互作用，确保与精确性数据及稳定性条件一致。
• 应用来自电荷-色禁闭真空稳定性及味改变中性流实验限制的约束。
• 引入一个水平U(1)_H对称性，以动力学方式生成所需的超夸克混合项，同时解决\mu-问题。
• 使用完整的传播子技术计算H^+-b-c与h^0-t-c顶点的一圈修正，避免使用质量插入近似。
• 评估Higgs粒子衰变为第三代夸克的分支比与信号强度，评估其在Tevatron与LHC上的可探测性。

实验结果

研究问题

• RQ1 顶夸克与粲夸克超伴子之间的O(1)混合是否与当前味改变过程及真空稳定性实验约束一致？
• RQ2 如何通过水平U(1)_H对称性自然生成大尺度超夸克混合，同时解决MSSM中的\mu-问题？
• RQ3 在保留完整圈动量依赖性、不使用质量插入近似的情况下，H^+-b-c与h^0-t-c顶点的辐射修正为何种程度？
• RQ4 此类圈修正耦合是否可导致Tevatron与LHC上可观测的Higgs衰变信号？
• RQ5 这些味混合耦合对Higgs玻色子在顶夸克与底夸克末态中的寻找具有何种现象学意义？

主要发现

• 在最小FCNC框架下，顶夸克与粲夸克超伴子之间的O(1)混合被允许，且满足所有当前实验与理论约束。
• 水平U(1)_H对称性为生成大尺度超夸克混合提供了自然的动力学机制，同时解决了\mu-问题。
• 在不使用质量插入近似的情况下计算H^+-b-c与h^0-t-c顶点的辐射修正，结果表明Higgs耦合中存在非平凡的味结构。
• 这些圈修正诱导的耦合可显著增强Higgs粒子衰变为顶夸克与粲夸克末态的分支比，从而开辟新的发现通道。
• 由此产生的Higgs信号在Tevatron与LHC上可能被探测到，特别是在包含顶夸克与底夸克的末态中。
• 该模型预测了新颖的Higgs衰变模式，可通过味特异性末态与标准模型区分开来，从而增强发现潜力。