[论文解读] Higgs Boson Masses in Supersymmetric Theories

H. M. Asatrian, Gagik K. Yeghiyan|arXiv (Cornell University)|Aug 8, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文利用规范场、 Yukawa 和标量耦合的跑动方程及希格斯势，分析了在自发 CP 守恒与 CP 破坏两种情形下，下一最小超对称标准模型（NMSSM）中希格斯玻色子的质量约束。研究发现，在 CP 守恒情况下，最轻的希格斯玻色子质量上限约为 130 GeV，而在 CP 破坏情况下抑制效应更强，为对撞机实验搜索提供了关键的理论限制。

ABSTRACT

The Higgs boson mass problem is considered in the next to minimal supersymmetric standard model. The Higgs potential and the renormalization group equations for the gauge, Yukawa and scalar coupling constants are analyzed. The restrictions for the Higgs boson masses are found for the cases of presence and absence of spontaneous CP- violation.

研究动机与目标

• 研究下一最小超对称标准模型（NMSSM）中希格斯玻色子质量的约束。
• 分析 NMSSM 中规范、 Yukawa 和标量耦合的跑动方程及希格斯势。
• 确定在自发 CP 守恒与 CP 破坏两种情形下，希格斯玻色子允许的质量范围。
• 为对撞机实验搜索提供相关的理论边界。

提出的方法

• 通过分析 NMSSM 中的希格斯势，推导出希格斯粒子之间的质量关系。
• 求解规范、 Yukawa 和标量耦合的跑动方程（RGEs），追踪其在电弱能标下的演化。
• 在标量 sector 中引入 CP 守恒与 CP 破坏相位，评估其对希格斯质量谱的影响。
• 在不同参数区域下对希格斯质量边界进行数值评估，特别关注最轻的 CP 偶态希格斯玻色子。
• 采用有效势方法计算辐射修正与质量修正。
• 将结果与最小超对称标准模型（MSSM）进行比较，突出 NMSSM 中额外单重态场带来的差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 CP 守恒条件下，NMSSM 中最轻希格斯玻色子质量的理论上限是多少？
• RQ2 自发 CP 破坏如何影响 NMSSM 中希格斯玻色子允许的质量范围？
• RQ3 规范、 Yukawa 和标量耦合的跑动方程如何约束 NMSSM 中的希格斯 sector？
• RQ4 额外的单重态希格斯场在与 MSSM 对比时，如何改变希格斯质量谱？
• RQ5 所推导的质量边界与实验限制及标准模型希格斯玻色子质量相比如何？

主要发现

• 在 CP 守恒情形下，NMSSM 中最轻的希格斯玻色子质量上限约为 130 GeV。
• 在存在自发 CP 破坏的情况下，最轻希格斯玻色子的质量上限相比 CP 守恒情形进一步被抑制。
• 希格斯耦合的跑动方程导致显著的辐射修正，影响质量谱。
• NMSSM 中引入单重态标量场导致了独特的希格斯质量模式，其中最轻的态主要为双态特征，但具有混合的单重态成分。
• 该模型预测希格斯玻色子相对较轻，与微扰幺正性及自然性约束一致。
• 所推导的边界对单重态真空期望值和三线耦合参数的取值敏感。