[论文解读] Diphoton Excess at 750 GeV from a Radion in the Bulk-Higgs Scenario
本文提出，ATLAS与CMS观测到的750 GeV双光子过剩可能源于翘翘（radion）在翘翘额外维中通过体态希格斯机制产生。该翘翘对重规范玻色子的耦合被抑制，从而规避了现有约束，而其与希格斯玻色子的混合——靠近对齐区域——则解释了双光子信号，同时显著分支至顶夸克对，且在对齐情形下可能主导双希格斯衰变。
In this work we point out that the diphoton excess recently presented by the ATLAS and CMS collaborations might originate from a radion in the bulk Higgs scenario within a warped extra dimension. In this case the couplings of the radion to massive gauge bosons are suppressed, allowing it to evade existing searches. In the presence of mixing with the Higgs, due to the strong constraints from diboson searches, only points near what we denominate the alignment region are able to explain the diphoton signal and evade current experimental constraints. The radion always has a sizeable branching ratio into top pairs, which provides a somewhat model independent channel to probe this scenario in the near future. If alignment is strong however, there are regions of parameter space where diHiggs decays may dominate providing stronger constraints and interesting perspectives for future collider searches.
研究动机与目标
- 通过翘翘额外维中的体态希格斯机制解释ATLAS与CMS观测到的750 GeV双光子过剩。
- 解决新物理在实验约束下，特别是二玻色子搜寻中的挑战。
- 识别翘翘能同时解释双光子信号并符合精确测量限制的可行参数区域。
- 探索翘翘与希格斯玻色子混合的作用，特别是在对齐区域附近，以增强模型对约束的稳定性。
提出的方法
- 将翘翘建模为在翘翘额外维中传播的标量激发态，其希格斯场存在于体态中。
- 实施一种机制，使翘翘对重规范玻色子的耦合被抑制，从而降低其在二玻色子搜寻中的可观测性。
- 引入翘翘与标准模型希格斯玻色子之间的混合，以满足来自二玻色子共振搜寻的约束。
- 利用对齐极限稳定希格斯 sector，使翘翘优先耦合至光子和费米子。
- 计算翘翘的分支比，重点关注双光子、顶夸克对和双希格斯衰变。
- 评估该模型在当前LHC约束下的可行性，并识别未来对撞机搜寻的有希望道。
实验结果
研究问题
- RQ1在翘翘额外维中通过体态希格斯机制实现的翘翘，能否在规避现有实验约束的同时解释750 GeV双光子过剩？
- RQ2翘翘与希格斯玻色子之间的混合如何影响模型的可行性，特别是在对齐区域附近？
- RQ3翘翘的主要衰变道是什么，其随模型参数如何变化？
- RQ4在参数空间的哪些区域中，双希格斯衰变会主导其他衰变道，这对未来对撞机搜寻有何影响？
- RQ5翘翘对顶夸克的耦合如何提供对该情形的模型无关探测手段？
主要发现
- 翘翘对重规范玻色子的耦合被抑制，使其能够规避现有二玻色子共振搜寻，成为750 GeV过剩的可行候选者。
- 只有在混合参数空间中靠近对齐区域的点，才能同时解释双光子信号并满足当前实验约束。
- 翘翘对顶夸克对的分支比始终显著，为未来实验验证提供了稳健且模型无关的道。
- 在强对齐情形下，双希格斯衰变可能占主导，提供独特信号并为未来对撞机实验施加更强约束。
- 该模型预测了丰富的衰变结构，具有在顶夸克和双希格斯末态中被发现的潜力，尤其在对齐区域更为显著。
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