I型双希格斯二重态模型中轻带电希格斯玻色子的综合研究

在 I 型双希格斯二重态模型中，现有理论与实验约束仍允许质量低于顶夸克质量的轻带电希格斯玻色子存在。我们通过全面的现象学研究，为 LHC 上的轻带电希格斯玻色子给出完整路线图，聚焦于较轻 CP 偶希格斯玻色子即为观测到希格斯玻色子的正常情形。在 I 型中，同时容纳带电希格斯玻色子的轻质量以及来自理论、电弱精确数据、希格斯数据、$b\to s \gamma$ 与直接搜索界限的约束颇具挑战。因此参数空间被极度压缩，这预言了某种确定的现象学特征。我们发现赝标希格斯玻色子质量 $M_A$ 是带电希格斯玻色子现象学中最关键的因素。若 $M_A$ 较轻，带电希格斯玻色子主要衰变为 $A W^\pm$。当 $M_A$ 高于 $A W^\pm$ 阈值时，主导衰变模式为 $\tau^\pm \nu$。在整个可行参数空间上，我们研究了 LHC 上带电希格斯玻色子所有可能的产生与衰变模式，并建议三个高效信道：(i) $pp \to H^+ H^-\to [\tau \nu] [\tau \nu]$；(ii) $pp \to HA/HH/AA \to H^\pm W^\mp H^\pm W^\mp \to [\tau \nu] [\tau \nu] W W$；(iii) $pp \to H^+ H^-\to [b \bar b W ] [b \bar b W ]$。基于包含探测器模拟的精细信号—本底分析，我们显示第一末态的显著性较大，第二末态约在三附近边缘，而第三末态受巨大 $t\bar t$ 相关本底困扰。