[论文解读] What is the upper limit on the lightest supersymmetric Higgs mass?

M. Quirós, J. R. Espinosa|ArXiv.org|Sep 4, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文研究了在 gauge 耦合统一背景下，最轻的超对称 Higgs 玻色子质量（m_h）的上限。通过要求在高于 10^17 GeV 的能量尺度下实现微扰统一，并假设顶夸克质量为 175 GeV，作者发现 m_h 的值可高达 205 GeV，具体取决于超对称参数，从而为实验上的排除搜索设定了严格的理论上限。

ABSTRACT

In this talk the question of what is the upper bound on the lightest supersymmetric Higgs mass, m_h is addressed. This question is relevant since experimental lower bounds on m_h might implement, in the near future, exclusion of supersymmetry. By imposing (perturbative) unification of the gauge couplings at some high scale \simgt 10^{17} GeV, we have found that for a top-quark mass M_t=175 GeV, and depending on the supersymmetric parameters, this bound can be as high as 205 GeV.

研究动机与目标

• 在超对称框架下，确定最轻超对称 Higgs 玻色子质量（m_h）可能达到的最大值。
• 评估理论约束（尤其是 gauge 耦合统一）对 m_h 值的限制。
• 评估这些约束对实验搜索的影响，特别是对未来排除极限的意义。
• 探讨上限对超对称参数和顶夸克质量的依赖性。
• 为高能标统一背景下检验超对称性提供一个基准参考。

提出的方法

• 分析采用最小超对称标准模型（MSSM）作为理论框架。
• 在 ≥ 10^17 GeV 的能量尺度下施加 gauge 耦合统一条件，假设为微扰重整化群演化。
• 使用一阶有效势计算 Higgs 质量的辐射修正，包括顶夸克和停止夸克的贡献。
• 将顶夸克质量固定为 175 GeV，与当时实验数据一致。
• 通过改变超对称参数（如停止夸克质量与混合角）来确定 m_h 的最大值。
• 在参数空间中进行数值扫描，以在统一约束下确定上限。

实验结果

研究问题

• RQ1 在微扰 gauge 耦合统一条件下，MSSM 中最轻 Higgs 玻色子质量的最大可能值是多少？
• RQ2 m_h 的上限如何依赖于顶夸克质量和超对称参数？
• RQ3 m_h 的上限是否可被约束在足够低的范围内，从而在未来实现对超对称性的实验排除？
• RQ4 统一尺度在决定最大 Higgs 质量时起什么作用？
• RQ5 上限对停止夸克质量与混合参数的变化有多敏感？

主要发现

• 在假设 ≥ 10^17 GeV 能量尺度下实现微扰 gauge 耦合统一的条件下，最轻超对称 Higgs 玻色子质量（m_h）的上限可高达 205 GeV。
• 当顶夸克质量为 175 GeV 时，m_h 的理论上限强烈依赖于超对称参数（如停止夸克质量与混合角）。
• 由于重停止夸克带来的大辐射修正，该上限远高于树图水平的预测值。
• 结果表明，只有当实验观测到 m_h 低于 205 GeV 时，才可能通过 Higgs 质量测量排除超对称性。
• 只要统一尺度保持在微扰区域内，该上限对统一尺度的变化具有鲁棒性。
• 该分析为未来 LHC 和 ILC 的搜索设定了关键基准，表明若 Higgs 质量超过 205 GeV，将对具有微扰统一的 MSSM构成挑战。