[论文解读] The Higgs Boson Masses of the Complex MSSM: A Complete One-Loop Calculation

Mariana Frank, S. Heinemeyer+2 more|ArXiv.org|Dec 3, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 7

一句话总结

本文针对复数最小超对称标准模型（cMSSM）中的希格斯玻色子质量与混合角，通过费曼图方法与在壳重整化方案，完成了包含动量依赖性与所有粒子扇区的完整一阶圈计算。关键贡献在于数值分析显示，非(标)费米子修正可达5 GeV，动量依赖性修正可达2 GeV，显著影响CP破坏情形下的希格斯质量预测。

ABSTRACT

In the Minimal Supersymmetric Standard Model with complex parameters (cMSSM) we perform a complete one-loop calculation for the Higgs boson masses (including the momentum dependence) and the mixing angles. These corrections are obtained in the Feynman-diagrammatic approach using the on-shell renormalization scheme. The impact of the newly evaluated corrections is analyzed numerically. The full one-loop result, supplemented by the leading two-loop contributions taken over from the real MSSM are implemented into the public Fortran code FeynHiggs2.0.

研究动机与目标

• 在复数MSSM（cMSSM）中，完成包含动量依赖性的完整一阶圈希格斯玻色子质量与混合角计算。
• 通过引入此前在完整一阶圈处理中缺失的非(标)费米子贡献（如胶子和希格斯ino），扩展现有计算。
• 分析 gaugino 与三线性扇区中CP破坏相位对希格斯质量谱的影响。
• 将完整的单圈结果，结合来自真实MSSM（rMSSM）的主导二圈修正，集成至公开的FeynHiggs 2.0代码中，以供现象学应用。
• 评估这些修正对未来对撞机实验（如LHC与未来直线对撞机）的重要性。

提出的方法

• 采用费曼图方法与在壳重整化方案，计算希格斯自能与混合角的一阶圈修正。
• 包含cMSSM中所有粒子贡献——特别是非(标)费米子扇区（如带电粒子、中性子与希格斯ino）——并保留自能中的完整动量依赖性。
• 使用在壳方案定义物理参数，确保与实验可观测量及重整化条件的一致性。
• 将非物理的软对称性破缺参数（如 $ m_1^2, m_2^2, m_{12}^2 $）映射为物理参数，如 $ M_Z $, $ \tan\beta $, $ M_{H^\pm} $ 与 tadpole 项。
• 将完整的一阶圈结果与来自真实MSSM（rMSSM）的主导二圈修正相结合，以提升精度。
• 将完整计算实现于公开的Fortran代码FeynHiggs 2.0中，供公开使用与现象学应用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在cMSSM中，非(标)费米子圈修正对希格斯玻色子质量的数值影响如何？
• RQ2 cMSSM中希格斯自能的动量依赖性有多显著？其对希格斯质量谱的定量影响是什么？
• RQ3 gaugino与三线性扇区中的CP破坏相位如何影响希格斯质量与混合角，特别是在质量本征态近乎简并的区域？
• RQ4 在包含复相位的cMSSM中，所有cMSSM粒子的一阶圈修正对最轻希格斯玻色子质量的综合效应如何？
• RQ5 在cMSSM参数空间的哪些区域，结果与真实MSSM的偏差最大？这些偏差如何影响希格斯质量预测？

主要发现

• 非(标)费米子圈修正对希格斯玻色子质量的影响幅度可达5 GeV，尤其在CP破坏情形下显著。
• 自能的动量依赖性可引起希格斯质量最多达2 GeV的位移，当质量本征值接近简并时效应最大。
• Wino质量参数 $ M_2 $ 的相位对希格斯质量的影响相对较小——通常小于1 GeV——除非在参数空间中极窄区域，其中两个希格斯态近乎简并。
• 三线性耦合 $ A_t $ 的相位影响远大于 $ M_2 $，在最极端情况下影响可达3 GeV。
• 当完整一阶圈结果与来自真实MSSM（rMSSM）的主导二圈修正结合时，在CP破坏情形下，最轻希格斯玻色子质量净位移可达数GeV。
• 结果已集成至公开代码FeynHiggs 2.0中，使未来对撞机中对cMSSM希格斯扇区的精确现象学研究成为可能。