[论文解读] The new (g − 2)µ measurement and limits on the light Higgs bosons in 2HDM (II)

Maria Krawczyk|arXiv (Cornell University)|Mar 20, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用 11

一句话总结

本文利用最新的μ子g−2测量结果，重新评估了两希格斯双重模型（2HDM）参数的约束，采用两种不同的强子真空极化估算方法（Davier & Höcker 与 Jegerlehner 2000）。在情况A估算下，95%置信水平（CL）下排除了轻标量希格斯玻色子（h）的存在；而质量在10–70 GeV之间的伪标量希格斯玻色子且tanβ > 20的情况仍具可行性；情况B则对标量与伪标量态的tanβ给出了上限。

ABSTRACT

We discuss how new data for a_{mu}= (g-2)_{mu}/2 improve constraints on new physics. Using two types of estimations of a_{mu}^{had} (Davier & H{o}cker (case A) and Jegerlehner2000 (case B)) we evaluate 95% CL intervals for a new contribution, which can be used to constrain any model beyond the Standard Model. We apply these intervals to the general 2HDM (Model II), where up to now one light neutral Higgs particle, h or A, was allowed by the data. Assuming that only one Higgs boson contributes to a_{mu}^{2HDM} the two-loop calculation based on the case A leads to the exclusion of scalar $h$ while a pseudoscalar with mass between 10 and 70 GeV (for tan beta > 20) is allowed. For case B the upper limits for tan beta for both scalar and pseudoscalar are obtained.

研究动机与目标

• 利用最新的μ子反常磁矩测量结果（g−2）μ，改进对标准模型之外新物理的约束。
• 评估两种不同的强子真空极化估算（情况A：Davier & Höcker；情况B：Jegerlehner 2000）对2HDM允许参数空间的影响。
• 在更新后的（g−2）μ数据下，评估一般2HDM（模型II）中轻中性希格斯玻色子（h或A）的可行性。
• 推导新物理对aμ贡献的95%置信水平（CL）区间，适用于任何标准模型之外的理论模型。

提出的方法

• 采用两种不同的强子真空极化贡献估算aμ^had：情况A（Davier & Höcker）和情况B（Jegerlehner 2000），以计算总aμ及其不确定性。
• 在一般2HDM（模型II）中，对aμ^2HDM进行两圈图计算，包含主导的辐射修正。
• 从实验测得的（g−2）μ及其不确定性中，推导出新物理对aμ贡献的95%置信水平（CL）区间。
• 通过要求与测量到的aμ保持一致，对轻希格斯玻色子（h或A）的允许参数空间施加约束，假设仅一个希格斯玻色子对2HDM振幅有贡献。
• 分析聚焦于仅一个中性希格斯玻色子（标量h或伪标量A）对aμ^2HDM有贡献的情形，以简化约束结果的解释。

实验结果

研究问题

• RQ1 新的（g−2）μ测量结果对2HDM中轻标量希格斯玻色子存在的影响是什么？
• RQ2 对强子真空极化（情况A与情况B）的不同估算如何影响对aμ新物理贡献的约束？
• RQ3 在更新后的（g−2）μ数据下，质量在10–70 GeV之间的伪标量希格斯玻色子是否在2HDM中被允许，特别是当tanβ较大时？
• RQ4 在情况B估算下，能否为标量与伪标量希格斯玻色子推导出tanβ的上限？
• RQ5 2HDM（模型II）是否能在95%置信水平下容纳一个轻希格斯玻色子，同时与测量到的（g−2）μ保持一致？

主要发现

• 在情况A估算（Davier & Höcker）下，2HDM中轻标量希格斯玻色子（h）在95%置信水平下被排除。
• 在相同情况A下，若tanβ > 20，则质量在10至70 GeV之间的伪标量希格斯玻色子被允许。
• 在情况B（Jegerlehner 2000）下，对标量与伪标量希格斯玻色子均推导出tanβ的上限，表明大tanβ值不被支持。
• 在2HDM（模型II）中对aμ^2HDM进行的两圈图计算确认，当存在轻希格斯态时，反常磁矩的主要贡献来自希格斯 sector。
• 推导出的新物理对aμ贡献的95% CL区间具有鲁棒性，可应用于约束任何标准模型之外的理论模型。
• 结果表明，更新后的（g−2）μ测量显著收紧了2HDM中轻希格斯玻色子的约束，尤其对标量态而言。