经典共形 U(1)$^\prime$ 扩展标准模型与 Higgs 真空稳定性

我们考虑了标准模型 (SM) 的最小 U(1)$^\prime$ 扩展，其在经典水平上具有共形不变性，除了 SM 粒子内容外，还引入了三代右手中微子和一个 U(1)$^\prime$ Higgs 场。在负责 see-saw 机制的三代右手中微子存在的情况下，该模型免于所有规范和引力反常。U(1)$^\prime$ 规范对称性通过 Coleman-Weinberg 机制发生辐射破缺，由此生成 U(1)$^\prime$ 规范玻色子（$Z^\prime$ 玻色子）质量以及右手中微子的 Majorana 质量。辐射 U(1)$^\prime$ 对称性破缺也诱导了 SM Higgs 二重态的负质量平方以触发电弱对称性破缺。在此背景下，我们研究了解决 SM Higgs 真空不稳定性问题的可能性。该模型仅包含三个自由参数（SM Higgs 二重态的 U(1)$^\prime$ 电荷、U(1)$^\prime$ 规范耦合和 $Z^\prime$ 玻色子质量），我们对此进行了参数扫描，并确定了解决 SM Higgs 真空不稳定性的参数区域。我们还检验了模型的自然性。与 U(1)$^\prime$ 对称性破缺相关的重态对 SM Higgs 自能有贡献。我们发现为了避免比 10% 水平更严重的精细调节，$Z^\prime$ 玻色子质量存在上限 $m_{Z^\prime} \lesssim 6$ TeV。此质量范围内的 $Z^\prime$ 玻色子可在不久的将来被 LHC Run-2 发现。