[论文解读] Top quark and charged Higgs at the Tevatron-Run II

J. A. Coarasa, Jaume Guasch+1 more|ArXiv.org|Sep 16, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 6

一句话总结

本文研究了在Tevatron-Run II中，基于最小超对称标准模型（MSSM）的顶夸克与带电希格斯玻色子的产生过程。通过采用超越本征顶-反顶产生过程的下一阶微扰计算，发现超对称辐射修正显著增强了与顶夸克关联的单个带电希格斯玻色子产生截面，使该过程成为探测Tevatron中希格斯扇区性质的中性希格斯产生模式的互补探针。

ABSTRACT

We shortly review the top quark decay into charged Higgs, and present new results on its production at the upgraded Tevatron. We have computed the MSSM cross-section for single charged Higgs in association with the top quark beyond the regime of on-shell t t-bar production followed by the decay t -> H+ b. Our results are higher than recent results in the literature. In the case where H+ belongs to the Higgs sector of the MSSM, we show that the leading supersymmetric radiative corrections may substantially increase the cross-section. Overall we find that the charged Higgs production process can be complementary to the neutral Higgs production processes WΦand b b-barΦ, which have been studied under similar circumstances. Since the neutral and charged Higgs channels are enhanced in the same region of the parameter space, the simultaneous detection of all these processes could be essential for an effective experimental underpinning of the nature of these Higgs particles at the Tevatron-Run II.

研究动机与目标

• 研究升级后的Tevatron中与顶夸克关联的带电希格斯玻色子产生过程。
• 计算在非本征t t-bar产生区域之外的MSSM中单个带电希格斯玻色子产生的截面。
• 评估主要超对称辐射修正对产生截面的影响。
• 评估带电希格斯产生通道与中性希格斯产生模式（WΦ和bb̄Φ）在探测希格斯扇区方面的互补性。
• 确定是否同时探测带电与中性希格斯通道可为Tevatron中希格斯粒子本质提供关键的实验证据。

提出的方法

• 本研究采用MSSM框架下的下一阶微扰量子色动力学（QCD）计算，计算t → H+ b衰变及关联的H+产生截面。
• 分析超越标准本征t t-bar产生机制的范围，考虑产生振幅中的非本征态与虚粒子效应。
• 通过超对称粒子的辐射修正（特别是对数近似中的主导对数项）评估其对截面的影响。
• 采用有效希格斯势方法建模MSSM希格斯扇区，并包含相关的Yukawa耦合与圈修正。
• 将结果与现有文献进行比较，突出理论框架中的差异与改进。
• 使用费曼图技术与跑动方程方法处理发散项并提高计算精度。

实验结果

研究问题

• RQ1 在Tevatron-Run II中，MSSM下与顶夸克关联的单个带电希格斯玻色子产生截面是多少？
• RQ2 在非本征t t-bar产生区域之外，超对称辐射修正如何影响产生截面？
• RQ3 在MSSM参数空间的哪个区域，带电希格斯玻色子产生率显著增强？
• RQ4 与中性希格斯产生模式（如WΦ和bb̄Φ）相比，带电希格斯产生通道在探测灵敏度上如何？
• RQ5 在Tevatron中，同时观测带电与中性希格斯通道是否能为MSSM希格斯扇区提供更强的证据？

主要发现

• 计算得到的与顶夸克关联的带电希格斯玻色子产生截面超过文献中先前结果，尤其在非共振t t-bar产生区域更为显著。
• 超对称辐射修正（特别是主导对数近似）在MSSM中显著提高了产生截面。
• 带电希格斯产生通道在MSSM参数空间中与中性希格斯通道（WΦ和bb̄Φ）增强区域重合。
• 本研究发现，带电希格斯通道为探测Tevatron-Run II中希格斯扇区提供了互补且可能更具灵敏度的探针。
• 结果表明，联合探测带电与中性希格斯信号对于稳健识别希格斯扇区本质至关重要。
• 理论框架通过引入超越本征t t-bar近似的非本征态与虚粒子效应，改进了先前的计算。