[论文解读] Limits on the mass of the lightest Higgs in supersymmetric models

M. Masip, R. Munoz-Tapia+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 29, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文研究了在规范介导的超对称性自发破缺情景中，中间能标下的非标准场如何影响超对称模型中轻希格斯玻色子质量的上限。通过分析单态耦合 λ 的微扰统一约束，作者表明，此类场可使最大允许的 λ 从 ≈0.7 提升至 ≈0.83，从而使希格斯玻色子质量上限从 135 GeV 提升至 155 GeV。

ABSTRACT

In supersymmetric models extended with a gauge singlet the mass of the lightest Higgs boson has contributions proportional to the adimensional coupling $λ$. In minimal scenarios, the requirement that this coupling remains perturbative up to the unification scale constrains $λ$ to be smaller than $\approx 0.7$. We study the maximum value of $λ$ consistent with a perturbative unification of the gauge couplings in models containing nonstandard fields at intermediate scales. These fields appear in scenarios with gauge mediation of supersymmetry breaking. We find that the presence of extra fields can raise the maximum value of $λ$ up to a 19%, increasing the limits on the mass of the lightest Higgs from 135 GeV to 155 GeV.

研究动机与目标

• 确定具有规范单态的超对称模型中单态耦合 λ 的最大允许值。
• 评估在规范介导的超对称性自发破缺中常见的中间能标非标准场如何修改 λ 的微扰统一约束。
• 在这些修改后的约束条件下，重新评估最轻希格斯玻色子质量的上限。
• 量化中间能标场对最小超对称模型中希格斯玻色子质量上限的影响。
• 在具有扩展场内容的真实统一条件下，提供希格斯玻色子质量上限的改进估计。

提出的方法

• 分析了通过具有无量纲耦合 λ 的规范单态场扩展的超对称模型。
• 应用规范耦合的微扰统一作为约束，以确定 λ 的最大允许值。
• 纳入了在规范介导的超对称性自发破缺情景中典型的中间能标非标准场。
• 使用跑动方程追踪规范耦合和 λ 从低能到统一能标的演化。
• 利用最大允许的 λ 评估最轻希格斯玻色子质量的上限。
• 将无中间场的最小模型结果与包含此类场的模型进行比较，以量化希格斯玻色子质量上限的提升。

实验结果

研究问题

• RQ1 在包含中间能标非标准场的模型中，与微扰统一一致的单态耦合 λ 的最大值是多少？
• RQ2 在规范介导的超对称性自发破缺情景中，中间能标场如何影响最轻希格斯玻色子质量的上限？
• RQ3 与最小模型相比，包含非标准场在多大程度上放松了对 λ 的约束？
• RQ4 当 λ 允许达到这些扩展条件下的最大值时，最轻希格斯玻色子质量的上限是多少？
• RQ5 中间场的存在如何使希格斯玻色子质量上限从传统的 135 GeV 限制发生偏移？

主要发现

• 在包含中间能标非标准场的情况下，单态耦合 λ 的最大允许值从最小模型中的约 0.7 提升至约 0.83。
• λ 的这一提升导致最轻希格斯玻色子质量上限相应增加，从 135 GeV 提升至 155 GeV。
• 希格斯玻色子质量上限的提升源于中间能标处额外场的存在所导致的规范耦合跑动的修改。
• 这些结果是在微扰统一的假设下得出的，该假设约束 λ 不得超过兰道极点。
• 分析表明，规范介导的超对称性自发破缺情景天然地能够容纳比最小模型更大的 λ 值。
• λ 最大允许值的 19% 增加直接转化为希格斯玻色子质量上限 20 GeV 的提升，显著扩展了最轻希格斯玻色子的可行参数空间。