[论文解读] The Doublet-Triplet Splitting Problem and Higgses as Pseudogoldstone Bosons

Lisa Randall, Csaba Csáki|ArXiv.org|Aug 1, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 11

一句话总结

本文通过将希格斯场识别为自发R对称性自发性破缺产生的赝戈尔迪森玻色子，提出了解决超对称大统一理论中二重态-三重态质量分裂问题的新方法。通过将希格斯场嵌入赝戈尔迪森机制，该理论自然抑制了质子衰变，同时保持了规范耦合统一，提供了一个一致且无反常的框架，并在希格斯物理和R-宇称破坏耦合方面展现出独特的现象学特征。

ABSTRACT

The doublet-triplet splitting problem is probably the most significant challenge to supersymmetric GUT theories. In this talk, we review potential solutions and their problematic aspects. We also present a complete consistent realization of our preferred solution, higgses as pseudogoldstone bosons, and discuss some distinctive aspects of its phenomenology.

研究动机与目标

• 解决超对称大统一理论（SUSY GUTs）中双态-三重态质量分裂问题，这是实现真实统一的主要障碍。
• 提出一种一致的动力学机制，使希格斯场作为自发R对称性破缺产生的赝戈尔迪森玻色子涌现。
• 在保持规范耦合统一性和无反常性的同时，自然抑制质子衰变。
• 探索该机制在希格斯结构和R-宇称破坏耦合方面的独特现象学预测。
• 在大统一理论框架下，完整实现赝戈尔迪森希格斯机制的可行实现。

提出的方法

• 引入一个全局R对称性，其自发破缺产生赝戈尔迪森玻色子。
• 将希格斯二重态实现为该被破坏R对称性的Nambu-Goldstone模式。
• 构建一个尊重R对称性的超势能，但通过一个小的显式破缺项实现软性破缺。
• 确保希格斯二重态保持轻量（赝戈尔迪森），而三重态希格斯分量则获得大质量。
• 利用超势能结构和R荷分配，自然分离二重态与三重态希格斯质量。
• 证明该机制在大统一理论框架下与规范耦合统一性和反常消除一致。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否能在超对称大统一理论框架内自然解决双态-三重态质量分裂问题？
• RQ2 如何在不引入微调的情况下将希格斯场实现为赝戈尔迪森玻色子？
• RQ3 在大统一理论中将希格斯场识别为赝戈尔迪森玻色子会带来哪些现象学后果？
• RQ4 该R对称性破缺机制是否保持规范耦合统一性和无反常性？
• RQ5 该模型在希格斯物理和质子衰变速率方面具有哪些独特信号？

主要发现

• 希格斯二重态作为自发R对称性破缺产生的赝戈尔迪森玻色子涌现，自然解释了其相对于三重态希格斯态的轻质量。
• 该模型通过确保三重态希格斯分量质量较大而二重态希格斯保持轻量，实现了质子衰变的自然抑制。
• 该机制在大统一理论框架下与规范耦合统一性和反常消除一致。
• 由于显式R对称性破缺，该模型预测了特定的R-宇称破坏耦合，导致对撞机和宇宙学中独特的信号。
• 超势能结构确保双态-三重态质量分裂由对称性保护，避免了微调问题。
• 该框架在现实的SUSY GUT背景下，完整实现了赝戈尔迪森希格斯机制的一致实现。