[论文解读] Higgs-mass predictions

Thomas Schücker|arXiv (Cornell University)|Aug 24, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 53被引用 8

一句话总结

本文汇编了来自多种理论模型（包括超对称性、额外维度、非交换几何和动力对称性自发破缺）的96个希格斯玻色子质量的预测与后测。按中心质量值对预测进行组织，突出显示了约束最小超对称性与F理论等关键模型，并识别出最精确的预测值为161.8033989 GeV，以及最高的预测值为10^18 GeV。

ABSTRACT

A compilation of Higgs-mass predictions is proposed

研究动机与目标

• 系统性地汇编并分类来自多种理论模型与框架的希格斯玻色子质量预测。
• 根据各模型的发表日期，区分预测与后测。
• 排除与LEP实验下限114 GeV不兼容或与当前实验数据矛盾的预测。
• 识别出重复出现的理论动机，如超对称性、额外维度和非交换几何。
• 为研究人员在LHC数据背景下评估理论希格斯质量预测提供参考资源。

提出的方法

• 从7个版本的汇编中收集了125篇参考文献中的预测，重点关注2007年以后的模型。
• 按预测的希格斯质量区间的中心值递增顺序组织预测。
• 分别对上限和下限进行分类，其中上限按数值递增顺序排列。
• 应用标准排除存在异常衰变通道（如Dermišek & Gunion, 2005）或与当前数据矛盾的后测的模型。
• 使用跑动方程、有效场论和基于对称性的技术（如SU(2|1)嵌入）来解释模型机制。
• 基于理论框架（如约束最小超对称标准模型（CMSSM）、F理论及Coleman-Weinberg势）评估预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 哪些最突出的理论框架预测了处于LHC观测范围内的希格斯玻色子质量？
• RQ2 超对称性、额外维度和非交换几何模型在预测希格斯玻色子质量值方面有何异同？
• RQ3 哪些模型产生了最精确或最高质量的希格斯玻色子预测？
• RQ4 基于顶夸克质量或宇宙学参数的后测如何约束希格斯质量预测？
• RQ5 不同能量尺度与对称性自发破缺机制下，理论希格斯质量预测的分布如何？

主要发现

• 最精确的希格斯质量预测为161.8033989 GeV，源自El Naschie（2005）基于E-无穷理论的模型。
• 预测的最高希格斯质量为10^18 GeV，来自Batakis & Kehagias（1991）的非阿贝尔规范理论，其截断尺度为普朗克尺度。
• 共有26个预测来自超对称模型，中心值范围为120至255 GeV，主要来自CMSSM和F理论框架。
• 四个预测源于将电弱群SU(2)×U(1)嵌入超代数SU(2|1)，得到的质量分别为130、161、250和426 GeV。
• 五个预测使用Coleman-Weinberg势，质量范围在124至317 GeV之间，其中一项为124.2 ± 13.2 GeV，源自非统一的软质量项。
• 两个下限来自希格斯-暴胀子模型：m_H > 120 GeV（Bin He等，2009）和m_H > 230 GeV（Barvinsky等，2008），两者均与CMB谱数据吻合。