[論文レビュー] Two-Loop Results for the Masses of the Neutral CP-Even Higgs Bosons in the MSSM

S. Heinemeyer, W. Hollik+1 more|ArXiv.org|Jun 3, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、最小超対称標準模型（MSSM）における中性CP偶性ヒッグスボソンの質量に対する、任意のヒッグスおよびスカラートップ系のパラメータで有効な図式的二ループ量子色力学（QCD）補正を提示する。この研究は、これらの二ループ効果が、特に大きなストップ混合や高いスカラートップ質量を持つ場合に、最も軽いヒッグスボソン質量の予測精度を顕著に向上させることを示している。

ABSTRACT

Diagrammatic two-loop results are presented for the leading QCD corrections to the masses of the neutral CP-even Higgs bosons in the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM). The results are valid for arbitrary values of the parameters of the Higgs and scalar top sector of the MSSM. Their impact on a precise prediction for the mass of the lightest Higgs boson is briefly discussed.

研究の動機と目的

• MSSMにおける中性CP偶性ヒッグスボソンの質量に対する主要な二ループQCD補正を計算すること。
• 特に最も軽いヒッグスボソン質量の文脈において、ヒッグス系の精度計算を一ループの段階を越えて拡張すること。
• ヒッグスおよびスカラートップ系のパラメータの任意の値に対して有効な一般枠組みを提供すること。
• 二ループ補正が最も軽いヒッグスボソン質量の理論的予測に与える影響を評価すること。
• LHCおよび将来の加速器の制約を踏まえた、MSSMにおける高精度の素粒子物理学的研究を支援すること。

提案手法

• 図式的場理論的手法を用いて、ヒッグスボソンの自己エネルギー補正を二ループで計算する。
• ループ図においてトップクォークおよびスカラートップ（ストップ粒子）を含むQCD補正を検討する。
• 発散を処理しゲージ不変性を保つために、MSSM内での正規化手順を適用する。
• ヒッグス質量行列要素への二ループ寄与の解析的表現を導出する。
• 一ループおよび木レベルの寄与を含めた、完全なヒッグス質量スペクトル計算に結果を統合する。
• 大きなストップ混合や高い質量を持つパラメータ領域を含む広範なMSSMパラメータ空間において、数値的に結果を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MSSMにおける中性CP偶性ヒッグスボソン質量に対する二ループQCD補正の大きさと構造は何か？
• RQ2 これらの二ループ補正は、MSSMパラメータ空間の異なる領域において、最も軽いヒッグスボソンの予測質量にどのように影響を与えるか？
• RQ3 一ループ結果と比較して、二ループ効果がヒッグス質量予測の精度をどの程度向上させるか？
• RQ4 二ループ補正は、大きなストップ混合や高いスカラートップ質量に対して敏感であり、そのような領域ではどのように振る舞うか？
• RQ5 二ループ補正は、実験データへのMSSMのグローバルフィットに信頼性を持って組み込むことができるか？

主な発見

• 中性CP偶性ヒッグスボソン質量に対する二ループQCD補正は無視できない大きさであり、特に最も軽いヒッグスボソン質量の予測精度を顕著に向上させる。
• これらの補正は、大きなストップ混合や高いスカラートップ質量を持つ状況において特に顕著であり、この領域では一ループ結果では不十分である。
• 解析的結果は、ヒッグスおよびスカラートップ系のパラメータの任意の値に対して有効であり、広範な適用可能性を保証する。
• 二ループ効果を組み込むことで、最も軽いヒッグスボソン質量の予測値に数GeVに達するシフトが生じる場合がある。
• 結果は、高精度の素粒子物理学的解析およびMSSMのグローバルフィットに不可欠な入力となる。
• 提示された枠組みにより、一次のオーダーを越えてMSSMにおけるヒッグス質量の一貫性があり信頼性の高い計算が可能になる。