经典共形U(1)'扩展标准模型、电弱真空稳定性与LHC Run-2限制

Arindam Das; Satsuki Oda; Nobuchika Okada; Dai-suke Takahashi

doi:10.1103/PhysRevD.93.115038

经典共形U(1)'扩展标准模型、电弱真空稳定性与LHC Run-2限制

高能物理 - 唯象学 2016-07-06 v3 高能物理 - 实验高能物理 - 理论

作者: Arindam Das , Satsuki Oda , Nobuchika Okada , Dai-suke Takahashi

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摘要

我们考虑具有经典共形不变性的标准模型(SM)的最小U(1)'扩展，其中引入无反常的U(1)'规范对称性以及三代右手中微子和U(1)'希格斯场。由于经典共形对称性禁止模型中的所有量纲参数，U(1)'规范对称性通过Coleman-Weinberg机制破缺，产生U(1)'规范玻色子( $Z$ '玻色子)和右手中微子的质量项。通过U(1)'希格斯场与SM希格斯双重态场之间的混合四次耦合，辐射状U(1)'规范对称性破缺也触发了电弱对称性的破缺。在此模型背景下，我们首先研究SM中的电弱真空不稳定性问题。采用双圈水平的重整化群方程以及顶夸克( $m_t=173.34$ GeV)和希格斯玻色子( $m_h=125.09$ GeV)世界平均质量的中心值，我们进行参数扫描以确定解决电弱真空不稳定性问题的参数区域。接下来，我们解释LHC Run-2上ATLAS和CMS对顺序 $Z$ '玻色子的最新搜索极限，以约束模型中的参数区域。结合电弱真空稳定性和LHC Run-2结果的约束，我们发现 $Z$ '玻色子质量的限制为 $m_{Z'} \gtrsim 3.5$ TeV。我们还通过重态、右手中微子和 $Z$ '玻色子计算了对SM希格斯双重态场的自能修正，并发现自然性界限为 $m_{Z'} \lesssim 7$ TeV，以在优于10\%的微调水平上重现正确的电弱标度。所得的 $3.5$ TeV $\lesssim m_{Z'} \lesssim 7$ TeV 质量范围将在不久的将来由LHC Run-2探索。

关键词

经典共形不变性 U(1)'扩展标准模型电弱真空稳定性 Coleman-Weinberg机制 Z'玻色子 LHC Run-2 重整化群方程

引用

@article{arxiv.1605.01157,
  title  = {Classically conformal U(1)' extended standard model, electroweak vacuum stability, and LHC Run-2 bounds},
  author = {Arindam Das and Satsuki Oda and Nobuchika Okada and Dai-suke Takahashi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1605.01157},
  year   = {2016}
}

备注

35 pages, 10 figures. The version published in Physical Review D. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1504.06291

经典共形U(1)'扩展标准模型、电弱真空稳定性与LHC Run-2限制

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