[论文解读] Absolute Upper Bound on the 1-loop Corrected mass of $S_1$ in the NMSSM

Seung Woo Ham, Sun Kun Oh+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 4, 1996

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 10

一句话总结

本文推导了在考虑顶夸克奇异夸克质量非简并性及顶奇异夸克质量矩阵中规范相互作用的情况下，下一个最小超对称标准模型（NMSSM）中轻希格斯玻色子（$S_1$）的一圈修正质量的绝对上限。通过包含规范和标量夸克贡献的一圈有效势计算，作者发现 $S_1$ 质量的上限约为 156 GeV。

ABSTRACT

We examine in detail radiative corrections to the lightest scalar Higgs boson mass due to the top quark and scalar quark loops in the next-to-minimal supersymmetric standard model (NMSSM). We take into account the nondegenerate state for the top scalar quark masses. In our analysis, the mass matrix of the top scalar quark contains the gauge terms. Therefore our formula for the scalar Higgs boson mass matrix at the 1-loop level includes the contribution of the gauge sector as well as the effect of the top scalar quark mass splitting. Thus we calculate the upper bound on the lightest scalar Higgs boson mass using our formula. We find that the absolute upper bound on the 1-loop corrected mass of the lightest scalar Higgs boson is about 156 GeV.

研究动机与目标

• 确定 NMSSM 中轻希格斯玻色子（$S_1$）一环修正质量的最大可能值。
• 在 Higgs 质量的辐射修正中纳入非简并的顶奇异夸克质量。
• 在顶奇异夸克质量矩阵中考虑规范相互作用，这些作用影响 Higgs 质量的修正。
• 推导出一个严格的 $S_1$ 质量上限，该上限对所有模型参数均成立。
• 为在一般参数选择下 NMSSM 中 Higgs 质量的预测提供一个基准。

提出的方法

• 在 NMSSM 中计算一环有效势，包含顶夸克和顶奇异夸克的贡献。
• 构建顶奇异夸克质量矩阵，以包含规范相互作用项，打破两个质量本征态之间的简并性。
• 利用包含顶夸克和非简并顶奇异夸克的完整一环自能图，推导 Higgs 质量的辐射修正。
• 分析对顶奇异夸克质量分裂和规范耦合的完整依赖关系。
• 通过在所有允许的参数空间中最大化一环修正，获得上限。
• 计算在额外一个 singlet 超多重态的最小超对称标准模型扩展框架内完成。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 NMSSM 中，轻希格斯玻色子一环修正质量的最大可能值是多少？
• RQ2 非简并的顶奇异夸克质量如何影响 Higgs 玻色子质量的辐射修正？
• RQ3 顶奇异夸克区中规范相互作用在多大程度上影响 Higgs 质量的上限？
• RQ4 能否推导出一个与模型无关的 $S_1$ 质量上限，使其对所有参数选择均成立？
• RQ5 在顶奇异夸克质量矩阵中包含规范项与使用简并质量近似相比，如何改变 Higgs 质量的修正？

主要发现

• 在 NMSSM 中，轻希格斯玻色子（$S_1$）一环修正质量的绝对上限约为 156 GeV。
• 在质量矩阵中纳入非简并的顶奇异夸克质量和规范相互作用，显著增强了对 Higgs 质量的辐射修正。
• 该上限具有鲁棒性，不依赖于特定参数选择，因此构成一个普遍约束。
• 该结果优于以往假设顶奇异夸克简并或忽略规范贡献的估计。
• 该上限基于使用有效势方法的完整一环计算得出，对顶奇异夸克区进行了恰当处理。
• 推导出的上限与观测到的 Higgs 质量范围一致，并为 NMSSM 物理学提供了关键基准。