[论文解读] Higgs Physics

S. Heinemeyer|arXiv (Cornell University)|May 15, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 4

一句话总结

本文在最近发现约125.5 GeV的希格斯玻色子的背景下，分析了标准模型（SM）和最小超对称标准模型（MSSM）中的希格斯 sector。研究聚焦于大型强子对撞机（LHC）和国际线性对撞机（ILC）上的希格斯物理，重点关注其性质、耦合常数，以及新物理的潜在迹象。

ABSTRACT

This lecture discusses the Higgs boson sectors of the SM and the MSSM, in particular in view of the recently discovered particle at \sim 125.5 GeV. It covers aspects of Higgs physics at the LHC and the ILC.

研究动机与目标

• 在约125.5 GeV处观测到的希格斯玻色子背景下，分析标准模型（SM）和最小超对称标准模型（MSSM）中的希格斯 sector。
• 评估希格斯玻色子的发现对大型强子对撞机（LHC）上精确测量希格斯耦合常数和质量的影响。
• 评估国际线性对撞机（ILC）在高精度测量希格斯玻色子性质方面的潜力。
• 比较SM与MSSM在希格斯 sector 现象学方面的预测，特别是关于希格斯玻色子耦合常数和产生机制。
• 研究希格斯 sector 在探测标准模型之外物理（包括超对称性）中的作用。

提出的方法

• 在标准模型（SM）和最小超对称标准模型（MSSM）的框架内分析希格斯 sector。
• 回顾大型强子对撞机（LHC）关于约125.5 GeV处希格斯玻色子的实验数据，重点关注其产生率和衰变率。
• 评估国际线性对撞机（ILC）在精确测量希格斯玻色子耦合常数和质量方面的潜力。
• 比较SM与MSSM希格斯 sector 的理论预测，包括希格斯玻色子与费米子和规范玻色子的耦合常数。
• 应用理论与现象学工具，评估观测到的希格斯玻色子与SM和MSSM预期的一致性。
• 考虑量子修正和圈图效应在两种模型中对希格斯 sector 观测量的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 约125.5 GeV处测得的希格斯玻色子性质与标准模型的预测相比如何？
• RQ2 观测到的希格斯玻色子行为在多大程度上支持或挑战最小超对称标准模型（MSSM）？
• RQ3 国际线性对撞机（ILC）能够对希格斯玻色子耦合常数和质量执行何种精度测量？
• RQ4 SM与MSSM中希格斯玻色子的产生率和衰变率有何不同，这些差异对新物理意味着什么？
• RQ5 希格斯 sector 对标准模型之外的新物理尺度施加了何种约束？

主要发现

• 在约125.5 GeV处观测到的希格斯玻色子在质量及其主要衰变模式方面与标准模型预测一致。
• 希格斯玻色子与向量玻色子及费米子的耦合常数在当前实验不确定度范围内与标准模型预期一致。
• MSSM为希格斯 sector 提供了一个可行的框架，通过大尺度超对称圈修正，可实现轻希格斯玻色子质量接近125.5 GeV。
• 国际线性对撞机（ILC）有望实现对希格斯玻色子耦合常数的亚百分之一精度测量，优于LHC的能力。
• 希格斯耦合常数偏离标准模型预测可能预示着新物理，如超对称性或额外希格斯态。
• 希格斯 sector 仍是探测标准模型之外物理的关键探针，尤其是在电弱对称性自发破缺的背景下。