[论文解读] Higgs Masses and More in the Complex MSSM with FeynHiggs

Thomas Hahn, S. Heinemeyer+3 more|ArXiv.org|Oct 25, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 4被引用 22

一句话总结

本论文介绍了FeynHiggs版本2.6，一种用于复杂MSSM中精确Higgs质量计算的计算工具，整合了完整的单圈修正及主导双圈 $\alpha_t\alpha_s$ 修正，并包含复参数。通过计算复极点质量并引入圈修正诱导的混合效应，该工具实现了迄今为止最精确的Higgs质量评估，同时考虑了CP破坏效应，适用于EDMs和Higgs产生截面的计算。

ABSTRACT

We present the latest version 2.6 of FeynHiggs, a program for computing MSSM Higgs-boson masses and related observables, such as mixing angles, branching ratios, and couplings, including state-of-the-art higher-order contributions. The most important new feature is the inclusion of the fully complex O(α_tα_s) two-loop corrections, which enables FeynHiggs to give the most precise Higgs-mass evaluation in the complex MSSM in the Feynman-diagrammatic approach to date.

研究动机与目标

• 提供基于最新高阶修正的复杂MSSM中Higgs玻色子质量的最精确计算。
• 在双圈修正中完整包含复参数依赖性，特别是 $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 项，以实现对CP破坏效应的精确描述。
• 在统一框架内实现Higgs混合、分支比、耦合常数及EDMs的一致评估。
• 支持参数扫描、基于数据表的插值，以及与SLHA2和Mathematica的兼容性，以实现灵活的现象学研究。

提出的方法

• 将Higgs质量计算为传播子的复极点的实部，基于包含自能修正的完整Higgs质量矩阵推导得出。
• 通过数值搜索 $\det\mathbf{M}^2(q^2)$ 的复根，确定圈修正后的质量本征态。
• 在自能 $\hat{\Sigma}_{ij}$ 中包含完整的单圈修正及 $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 双圈修正，涵盖来自 $\mu$、$A_t$、$A_b$、$A_\tau$ 及规范费米子质量的复相位。
• 对 $W$、$Z$ 和 $H^\pm$ 玻色子质量应用壳模型条件，并固定 tadpole 参数以保持Higgs势的最小值。
• 实现两个混合矩阵：$U_{\text{Higgs}}$ 和 $Z_{\text{Higgs}}$，分别用于不同的Higgs产生与衰变过程。
• 支持多种接口：库函数、命令行、网页端及Mathematica，同时支持SLHA2和基于表格的插值，以实现参数扫描。

实验结果

研究问题

• RQ1 在包含完整双圈 $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 修正及复参数的条件下，复杂MSSM中Higgs质量的计算精度能达到何种程度？
• RQ2 来自 $\mu$、$A_t$、$A_b$ 及规范费米子质量的复相位对Higgs混合及CP破坏可观测量有何影响？
• RQ3 复极点质量与混合矩阵如何影响MSSM中Higgs产生截面与分支比？
• RQ4 计算得到的电子、中子及汞的EDMs在多大程度上约束了复杂MSSM的参数空间？
• RQ5 FeynHiggs 2.6 是否能在包括与CDM约束一致的 $M_A$–$\tan\beta$ 平面在内的多种MSSM情景中提供可靠结果？

主要发现

• FeynHiggs 2.6 将Higgs质量计算为复极点的实部，确保与幺正性及正规化条件的一致性。
• 完整包含 $\mathcal{O}(\alpha_t\alpha_s)$ 双圈修正，使复杂MSSM中的Higgs质量评估达到迄今为止的最高精度。
• $\mu$、$A_t$、$A_b$ 及规范费米子质量中的复相位导致 $\hat{\Sigma}_{hA}$、$\hat{\Sigma}_{HA}$ 非零，从而引起 $h$、$H$ 与 $A$ 态之间的混合。
• 该程序提供两个混合矩阵（$U_{\text{Higgs}}$、$Z_{\text{Higgs}}$），分别适用于不同的Higgs产生与衰变过程，其中 $Z_{\text{Higgs}}$ 为默认设置。
• 程序支持基于数据表的插值，并可生成与宇宙学暗物质约束一致的 $M_A$–$\tan\beta$ 平面。
• 总Higgs产生截面在有效耦合近似下计算，同时评估了电子、中子及汞的EDMs，用于现象学约束。