[论文解读] The Adjoint MSSM: Higgs Mass and Perturbativity

P. Perez, Sogee Spinner|arXiv (Cornell University)|Sep 25, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

该论文提出了伴随MSSM（Adjoint MSSM），即标准模型的超对称扩展，其中通过伴随希格斯场在树图层级的贡献，自然地将希格斯玻色子质量提升至125 GeV，避免了对重顶夸克伴子或大混合的依赖。所有参数在大统一尺度（GUT scale）以下保持微扰性，该模型预测了TeV量级的新色荷粒子，具有独特的LHC信号特征。

ABSTRACT

The predictions for the Higgs mass in extensions of the Minimal Supersymmetric Standard Model are discussed. We propose a simple theory where the Higgs mass is modified at tree-level and one can achieve a mass around 125 GeV without assuming heavy stops or large left-right mixing in the stop sector. All the parameters in the theory can be perturbative up to the grand unified scale, and one predicts the existence of new colored fields at the TeV scale. We refer to this model as Adjoint MSSM. We discuss the main phenomenological aspects of this scenario and the possible signatures at the Large Hadron Collider.

研究动机与目标

• 解决观测到的希格斯玻色子质量（约125 GeV）与MSSM理论预测之间的差异，后者通常需要精细调节或重顶夸克伴子。
• 构建一个超对称模型，使希格斯质量达到125 GeV，而无需依赖顶夸克伴子扇区中的大左右混合。
• 确保所有参数在大统一尺度以下保持微扰性，避免Landau极点问题。
• 预测TeV量级的新色荷粒子，可在大型强子对撞机（LHC）中检验。
• 探索该模型在LHC上的可行现象学信号。

提出的方法

• 引入变换为SU(5)大统一群（GUT group）下的伴随希格斯场，其在树图层级直接贡献于希格斯质量。
• 构建一个规范群和希格斯 sector，使得树图层级的希格斯质量生成无需依赖大顶夸克伴子质量或混合。
• 通过精心的模型构建，确保规范耦合统一性以及所有耦合在大统一尺度以下的微扰性。
• 在最小超对称标准模型（MSSM）框架下引入额外的伴随表示，以修改希格斯势能。
• 通过一环有效势分析，确认电弱真空的稳定性及正确的希格斯质量。
• 分析对撞机现象学，包括LHC中希格斯玻色子和新色荷粒子的产生与衰变截面。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否能在不依赖重顶夸克伴子或大顶夸克伴子混合的超对称模型中，实现观测到的125 GeV希格斯质量？
• RQ2 是否可能构建一个超对称模型，使所有耦合在大统一尺度以下保持微扰性，同时实现正确的希格斯质量？
• RQ3 该模型所预测的TeV量级新色荷粒子在对撞机上的信号特征是什么？
• RQ4 伴随希格斯场的引入如何在树图层级上修改希格斯势能与质量？
• RQ5 该框架对规范耦合统一性和真空稳定性有何影响？

主要发现

• Adjoint MSSM通过伴随希格斯场的树图贡献，实现了约125 GeV的希格斯质量，消除了对大顶夸克伴子质量或混合的依赖。
• 所有模型参数在大统一尺度以下保持微扰性，避免了Landau极点，确保了理论一致性。
• 该模型预测了TeV量级的新色荷粒子，可能在LHC对第三代超夸克或色荷共振态的搜索中被发现。
• 该模型保持了规范耦合统一性与稳定的电弱真空，支持其作为MSSM的UV完备扩展的可行性。
• 新色荷粒子产生了独特的对撞机信号，包括带有缺失能量或位移顶点的单喷注和二喷注末态。
• 该模型以最小的新物理（除MSSM外）提供了对层次问题的自然解决方案，同时满足精确的希格斯质量约束。