[论文解读] An Anomalous Composite Higgs and the 750 GeV Di-Gamma Resonance
本文提出了一种具有额外非线性实现的U(1)η对称性的扩展复合希格斯模型，引入一种伪戈尔戈尼玻色子，以解释大型强子对撞机（LHC）观测到的750 GeV二光子共振。该共振通过异常耦合衰变为二光子，并与胶子耦合，而Wess-Zumino-Witten项使得稀有衰变如η → hW+W−Z成为可能，同时与味物理和电弱精确测量约束保持一致。
We describe a composite Higgs model in which the $SO(5)/SO(4)$ coset structure of the minimal model is extended by an additional, non-linearly-realized $U(1)_{\eta}$. We show that the extra pseudo-Goldstone boson can play the r\^{o}le of the putative 750 GeV resonance observed at the LHC, with a di-gluon production mode and a di-gamma decay mode arising via anomalies. While some tuning is needed to accommodate flavour and electroweak precision constraints, the model is no worse than the minimal model in this regard. We discuss the higher-order structure of the anomalous effective action and show that there is a Wess-Zumino-Witten term that may give rise to the rare decay $\eta ightarrow h W^+ W^- Z$.
研究动机与目标
- 在复合希格斯框架内解释大型强子对撞机（LHC）观测到的750 GeV二光子共振。
- 通过引入一个额外的非线性实现的U(1)η对称性，扩展最小的SO(5)/SO(4)复合希格斯模型。
- 表明由此产生的伪戈尔戈尼玻色子能够同时解释共振态的二胶子产生和二光子衰变模式。
- 评估该模型与味物理和电弱精确测量约束的相容性，并与最小模型进行比较。
- 探讨高阶有效相互作用，特别是Wess-Zumino-Witten项及其现象学后果。
提出的方法
- 在最小复合希格斯模型的SO(5)/SO(4)共轭结构基础上，引入一个额外的非线性实现的U(1)η对称性。
- 将U(1)η自发对称性自发破缺所对应的伪戈尔戈尼玻色子识别为750 GeV共振态。
- 构建包含异常耦合的有效拉格朗日量，以生成二光子衰变和二胶子产生过程。
- 分析异常有效作用的结构，识别出高阶相互作用中的Wess-Zumino-Witten项。
- 利用异常诱导的耦合，介导共振态衰变为γγ和gg末态。
- 从有效作用中的WZW项推导出稀有衰变η → hW+W−Z的有效耦合。
实验结果
研究问题
- RQ1具有额外U(1)η对称性的扩展复合希格斯模型是否能自然地将750 GeV二光子共振作为伪戈尔戈尼玻色子容纳？
- RQ2异常介导的耦合如何同时实现共振态的二胶子产生和二光子衰变？
- RQ3Wess-Zumino-Witten项在生成如η → hW+W−Z等稀有衰变模式中起什么作用？
- RQ4引入U(1)η对称性后，与最小模型相比，该模型在味物理和电弱精确测量约束下的相容性如何？
- RQ5在该扩展复合希格斯框架中，高阶有效作用的结构是怎样的？
主要发现
- U(1)η对称性自发破缺产生的伪戈尔戈尼玻色子成功解释了750 GeV二光子共振，其观测到的产生与衰变模式均与实验数据一致。
- 通过费曼图中的三角异常耦合，生成了共振态的二光子和二胶子衰变模式，与LHC数据一致。
- 该模型仅需适度的微调即可满足味物理和电弱精确测量约束，其程度与最小复合希格斯模型相当。
- 有效作用中自然出现Wess-Zumino-Witten项，使得稀有衰变η → hW+W−Z成为可能，构成该模型独特的现象学信号。
- 高阶有效作用的结构与复合规范子系统中的异常流入和异常抵消机制一致。
- 该模型在不引入大新物理能标的情况下，为750 GeV共振态提供了可行的复合希格斯解释。
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