[论文解读] The New Dijet Particle in the Tevatron IS the Higgs

H. B. Nielsen|arXiv (Cornell University)|Apr 24, 2011

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 42被引用 3

一句话总结

本文提出，Tevatron 数据中最近观测到的 144 GeV 二喷注共振态实际上是标准模型希格斯玻色子，其主要衰变为六个顶夸克与六个反顶夸克组成的非常轻、强耦合的束缚态。该束缚态通过多重点原理稳定，并被微调至近零质量，其衰变为强子喷注，模仿了二喷注衰变，从而解释了观测到的峰形，尽管标准模型中 $b\bar{b}$ 衰变率被抑制。

ABSTRACT

The newly found \cite{CDFnew} dijet peak in the 120 GeV to 160 GeV mass region produced in co-production with W IS actually a Higgs Boson in spite of the expectation of a different decay pattern for most Higgses. Our point, however, is that the bound state of 6t + 6$\bar{t}$, which we have put forward already in several articles \cite{boundfirst}\cite{bound} \cite{dark}\cite{hierarchybound}, easily could be lighter - possibly much lighter - than half the Higgs mass. Higgs would in this case decay dominantly to two of our bound states. If these bound states were indeed very light (say around 10 GeV) their decay products into hadrons would like two jets, one for each bound state. Even a very small mass for our bound state is not unexpected isofar as it is part of our model that especially the top-quark-Yukawa coupling is being tuned so as to make precisely this bound state of $6t + 6\bar{t}$ become (approximately) massless. This tuning is a consequence of our Multiple Point Principle \cite{old} \cite{SIMPP} which states that the realized parameter/coupling values correspond to having a maximal set of degenerate vacua. Even the very recent LHC-peak in photon photon might be fitted to our model.

研究动机与目标

• 解释在 T evatron 数据中观测到的 144 GeV 二喷注共振态为何可视为希格斯玻色子衰变，尽管其与标准模型中 $b\bar{b}$ 衰变率明显不一致。
• 论证由六个顶夸克与六个反顶夸克组成的束缚态可通过多重点原理（MPP）实现近零质量，从而实现希格斯玻色子向二喷注的主导衰变。
• 将观测到的截面与峰宽与一个主要衰变为该轻束缚态而非 $b\bar{b}$ 或 $W$ 玻色子模式的希格斯玻色子相协调。
• 表明通过强耦合至 $6t+6\bar{t}$ 束缚态，可显著增强希格斯衰变宽度与分支比，从而解释观测到的信号强度。

提出的方法

• 假设存在由希格斯与胶子交换稳定的 $6t+6\bar{t}$ 束缚态，其质量通过多重点原理（MPP）微调至近零。
• 利用 MPP 解释顶夸克-希格斯耦合的微调，使得真空能量简并性包含一个 $6t+6\bar{t}$ 束缚态的玻色凝聚态。
• 将希格斯玻色子衰变为一对此类轻束缚态建模，其随后衰变为强子喷注，模仿二喷注末态。
• 通过比较束缚态通道（耦合强度为量级 1）与 $b\bar{b}$ 通道（耦合强度正比于 $g_b^2 \approx 1/900$）来估算分支比的增强。
• 提出观测到的约 4 pb 截面峰源于希格斯玻色子衰变为 $6t+6\bar{t}$ 束缚态对，而非 $b\bar{b}$，这是由于其分支比占主导。
• 建议通过涉及 $W$ 玻色子与轻束缚态的关联共振态（400–800 GeV）产生圈修正，增强有效 $WWH$ 顶点与希格斯产生率。

实验结果

研究问题

• RQ1 Tevatron 数据中观测到的 144 GeV 二喷注峰能否被解释为希格斯玻色子衰变为一个轻的、强耦合的 $6t+6\bar{t}$ 束缚态？
• RQ2 多重点原理（MPP）如何使 $6t+6\bar{t}$ 束缚态在顶夸克质量已知的情况下仍能近乎无质量？
• RQ3 为何在该模型中 $b\bar{b}$ 衰变模式被抑制？这对观测到的截面与分支比有何影响？
• RQ4 宽质量峰（120–160 GeV）是否反映了真实的希格斯宽度，而非实验分辨率？
• RQ5 是否可能仅通过标准模型（含 $6t+6\bar{t}$ 束缚态）解释 $W$ 伴随产生中观测到的希格斯产生率，而无需引入新物理？

主要发现

• 希格斯玻色子主要衰变为一对 $6t+6\bar{t}$ 束缚态，其随后衰变为强子喷注，从而解释了观测到的二喷注峰。
• 由于底夸克-希格斯耦合被抑制，该束缚态对的分支比估计比 $b\bar{b}$ 通道大约 900 倍。
• 观测到的约 4 pb 截面与希格斯产生一致，前提是其分支比主要进入束缚态对，尽管标准模型预测值约为 0.1 pb。
• 120 至 160 GeV 的峰宽可能反映该模型中真实的希格斯宽度，而非实验分辨率。
• 该模型预测在 400–800 GeV 范围内存在一个相关共振态，可通过包含轻束缚态的圈图增强 $WWH$ 顶点。
• 该模型完全基于标准模型框架，无新场，仅依赖于由多重点原理强制的微调耦合。