双希格斯二重态模型中的纠缠最大化与镜像对称性

我们考虑在CP守恒的双希格斯二重态模型（2HDM）中希格斯玻色子的2到2散射，并研究在味空间中最大化纠缠的含义，其中两个二重态 $\Phi_a$, $a=1,2$ 可被视为一个量子比特：$\Phi_1=|0\rangle$ 和 $\Phi_2=|1\rangle$。更具体地说，我们计算了 $\Phi_a \Phi_b \to \Phi_c \Phi_d$ 的散射振幅，并要求出射的味纠缠对于完整的乘积基（如计算基 $\{|00\rangle,|01\rangle,|10\rangle,|11\rangle\}$）是最大的。在未破缺相且关闭规范相互作用的情况下，纠缠最大化导致四次耦合中出现一个 $U(2)\times U(2)$ 全局对称性，该对称性通常被质量项软性破缺。有趣的是，一旦希格斯玻色子获得真空期望值，最大纠缠会强制形成一个精确的 $U(2) \times U(2)$ 对称性，该对称性自发破缺为 $U(1)\times U(1)$。作为附带结果，这导致了希格斯对齐以及6个无质量南部-戈德斯通玻色子的存在。$U(2)\times U(2)$ 对称性可以被规范化以消除无质量戈德斯通粒子，而维持最大纠缠则要求存在一个交换两个规范扇区的离散 $\mathrm{Z}_2$ 对称性。该模型在标量扇区具有监护对称性，而费米子的引入需要一个镜像暗扇区，通过 $\mathrm{Z}_2$ 对称性与标准扇区相关联。