[论文解读] Higgs Pair Production in Models with Universal Extra Dimensions

Hiroshi de Sandes, R. Rosenfeld|arXiv (Cornell University)|Jun 18, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 2

一句话总结

本文研究了在通用额外维度（UED）模型中通过胶子融合产生的希格斯粒子对，表明希格斯粒子对的产生截面因顶夸克的卡鲁扎-克莱因激发态而显著改变。在小的紧化尺度下，与标准模型预测的偏差变得显著，表明存在新物理的潜在信号。

ABSTRACT

In this letter we study the process of gluon fusion into a pair of Higgs bosons in a model with one universal extra dimension. We find that the contributions from the extra top quark Kaluza-Klein excitations lead to a Higgs pair production cross section at the LHC that can be significantly altered compared to the Standard Model value for small values of the compactification scale.

研究动机与目标

• 研究通用额外维度对大型强子对撞机（LHC）上希格斯玻色子对产生影响。
• 评估顶夸克的卡鲁扎-克莱因激发态如何改变胶子融合生成希格斯粒子对的过程。
• 确定与标准模型截面的偏差是否可作为新物理的信号。

提出的方法

• 分析基于一个具有紧致化维度的单一通用额外维度模型。
• 计算中包含了顶夸克卡鲁扎-克莱因激发态对胶子融合生成希格斯玻色子对过程的贡献。
• 采用有效拉格朗日量方法，以包含由额外维度诱导的高维算符。
• 计算了 gg → HH 截面作为紧化尺度的函数。
• 将结果与标准模型预测进行比较，以识别偏差。

实验结果

研究问题

• RQ1 顶夸克的卡鲁扎-克莱因激发态如何影响胶子融合中的希格斯粒子对产生截面？
• RQ2 在存在通用额外维度的情况下，与标准模型预测的偏差程度有多大？
• RQ3 在哪些紧化尺度下，这些偏差变得显著？

主要发现

• 在小的紧化尺度下，与标准模型相比，UED模型中的希格斯粒子对产生截面显著改变。
• 主要的新贡献来自费米子圈图中顶夸克的卡鲁扎-克莱因激发态。
• 当紧化尺度较小时，与标准模型的偏差变得很大，表明可能存在可观测的信号。
• 该模型预测，根据紧化尺度的不同，截面可能表现出可测量的增强或抑制。
• 这些修正可能为大型强子对撞机（LHC）上通用额外维度的存在提供可探测的信号。