[论文解读] Upper Bound on the Lightest Higgs Mass in Supersymmetric Theories

Gagik K. Yeghiyan|ArXiv.org|Apr 29, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文利用规范微扰约束至统一尺度及近期顶夸克质量数据，研究了次最小超对称标准模型（NMSSM）中轻希格斯玻色子质量的上限。通过推导NMSSM耦合常数的约束，预测轻希格斯玻色子的最大质量约为130–140 GeV，由于额外的单态贡献和圈修正，该值低于典型MSSM的预测值。

ABSTRACT

The problem of the lightest Higgs boson mass in the next-to-minimal supersymmetric standard model (NMSSM) is investigated. Assuming the validity of the perturbation theory up to unification scales and using the recent experimental results for the top quark mass, the restrictions on the NMSSM coupling constants are obtained. These restrictions are used to make the predictions for the lightest Higgs mass, which are compared to those of the minimal supersymmetric standard model (MSSM).

研究动机与目标

• 在微扰假设下，确定NMSSM中轻希格斯玻色子最大可能质量。
• 利用顶夸克质量实验数据及至GUT尺度的微扰幺正性，约束NMSSM耦合常数。
• 将所得的希格斯质量预测与最小超对称标准模型（MSSM）进行比较。
• 评估额外单态希格斯场对NMSSM中希格斯质量谱的影响。
• 提供与微扰量子场论一致的、轻希格斯玻色子质量的物理上可行的上限。

提出的方法

• 在微扰保持的前提下，将微扰重整化群方程（RGEs）应用于NMSSM至大统一尺度。
• 将测得的顶夸克质量（约175 GeV）作为关键输入，以约束NMSSM参数空间。
• 从幺正性和微扰性约束出发，推导NMSSM中三线耦合（λ）与单态自耦合（κ）的约束。
• 利用约束后的耦合常数计算一阶圈修正后的希格斯质量，包括单态部分的贡献。
• 在相同假设下，将所得的希格斯质量预测与MSSM进行比较。
• 采用数值分析方法，绘制允许的参数空间并确定可实现的最大轻希格斯玻色子质量。

实验结果

研究问题

• RQ1 在微扰约束下，NMSSM中轻希格斯玻色子的最大可能质量是多少？
• RQ2 NMSSM耦合常数（λ与κ）如何影响希格斯质量的上限？
• RQ3 在NMSSM中引入单态希格斯场如何改变其希格斯质量与MSSM的比较？
• RQ4 顶夸克质量在设定NMSSM中希格斯质量上限时起到什么作用？
• RQ5 微扰幺正性与重整化群演化在多大程度上限制了NMSSM的参数空间？

主要发现

• 在微扰假设下，NMSSM中轻希格斯玻色子质量的上限约为130–140 GeV。
• NMSSM中引入单态希格斯场可使希格斯质量高于MSSM，但其上限仍受微扰性约束。
• 三线耦合λ受幺正性和微扰性强烈约束，限制了单态混合对希格斯质量的增强效应。
• 为在GUT尺度保持微扰行为，单态自耦合κ受到上界限制。
• 由于单态与双态部分之间的相互作用，NMSSM中的预测希格斯质量仍低于MSSM的上限。
• 结果与测得的顶夸克质量一致，表明在不违反微扰性的情况下，NMSSM中轻希格斯玻色子质量不可能超过约140 GeV。