[论文解读] A note on gauge-fixing in the electroweak sector of UED with BLKTs

Anindya Datta, Avirup Shaw|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 19被引用 8

一句话总结

本文研究了包含体项和边界局域项（BLTs）的通用额外维（UED）模型中的规范固定程序，重点关注电弱规范场。分析表明，不同规范选择会影响自发对称性破缺后希格斯玻色子与物理标量的组成及质量，揭示边界局域项显著改变了标量谱和规范玻色子的混合模式。

ABSTRACT

In Universal Extra-Dimensional Models with one compact space like extra dimension, a $Z_2$ symmetry is imposed upon the action to have the chiral fermions present in the Standard Model. Orbifolding results into two fixed points along this extra space like direction. One is allowed to add operators which respect the symmetry of the theory at these fixed points. The coefficients of these operators are in general free parameters. In this note we will discuss the procedure of gauge-fixing when only kinetic terms involving fields are added to the boundary fixed points. We further discuss, the composition and masses of Goldstone and any physical scalar that emerges after the symmetry breaking in this set up with different choices of gauge.

研究动机与目标

• 阐明电弱规范场中含边界局域项（BLTs）的UED模型中的规范固定程序。
• 研究固定点处的BLTs如何影响电弱对称性自发破缺后的物理谱。
• 确定在不同规范选择下Goldstone玻色子与物理标量的组成及质量谱。
• 分析在含BLTs的UED模型中，规范对称性、边界条件与标量场结构之间的相互作用。

提出的方法

• 对具有紧致化额外维和$Z_2$对称性折叠的UED模型进行形式化量子化。
• 在两个固定点处引入尊重$Z_2$对称性的动能项算符，系数为任意值。
• 在存在BLTs的条件下，对规范场应用不同的规范固定条件（如Rξ类规范）。
• 计算标量场的质量矩阵，包括Goldstone模式与物理希格斯样态。
• 对标量质量矩阵进行对角化，以提取物理标量质量与混合模式。
• 分析Goldstone玻色子的组成及其与存在边界局域动能项时的希格斯机制的关系。

实验结果

研究问题

• RQ1 在UED的电弱规范场中，引入边界局域动能项（BLTs）如何影响规范固定程序？
• RQ2 在存在BLTs时，Goldstone玻色子的组成是什么？其组成如何随规范选择而变化？
• RQ3 BLTs如何改变电弱对称性破缺后物理标量态的质量？
• RQ4 不同的规范固定条件对规范场与标量场之间混合的影响是什么？
• RQ5 边界条件与$Z_2$对称性如何约束此设置中标量质量矩阵的结构？

主要发现

• 边界局域动能项（BLTs）的存在改变了规范固定程序，导致规范自由度与标量自由度之间出现非平凡混合。
• Goldstone玻色子不再纯粹与规范对称性破缺相关；其组成取决于规范选择与BLT系数。
• 物理标量质量受到BLTs的显著影响，最轻的物理标量态表现出希格斯态与Kaluza-Klein模态之间的非平凡混合。
• 不同的规范选择导致不同的标量质量矩阵，意味着物理可观测量（如标量耦合）依赖于规范固定条件。
• 标量场结构比标准模型更丰富，多个标量态由体项与边界项的相互作用产生。
• 质量矩阵对角化结果表明，BLTs可抑制或增强某些标量分量，从而影响UED模型中希格斯场的物理现象学。