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在Georgi-Machacek扩展模型中解释CDF-II W玻色子质量反常

高能物理 - 唯象学 2023-02-14 v4

摘要

原始的Georgi-Machacek模型在电弱对称破缺后能在树能级保持守恒对称性(custodial symmetry)。除非额外的SU(2)cSU(2)_c守恒对称性破缺效应显著,新物理对ΔmW\Delta m_W的贡献总是非常小。我们的数值结果表明,普通GM模型对ΔmW\Delta m_W的最大贡献为0.00120.0012 GeV,无法解释CDF-II关于W玻色子质量的新反常。我们首次提出引入三重态真空期望值(VEV)之间的微小错位来增加ΔmW\Delta m_W,这能对ΔmW\Delta m_W给出较大的新物理贡献。这种偏离守恒对称性保持的标量势的三重态VEV微小错位仍可被允许。我们的数值结果表明,由此产生的ΔmW\Delta m_W可轻易达到CDF-II mWm_W数据的1σ1\sigma范围,且对于vχ15v_\chi\lesssim 15 GeV,三重态VEV之间的分裂Δv\Delta vvξvχ\equiv v_\xi-v_\chi)可小至0.80.8 GeV。我们还提出通过用低尺度RH中微子扇区扩展GM模型来引入额外的守恒对称性破缺源,其可采用 leptogenesis 机制并允许适度大的耦合强度hijh_{ij},即使对于GeV量级的三重态VEV也是如此。在10210410^2\sim 10^4 TeV量级的低尺度RH中微子质量尺度下,对ΔmW\Delta m_W的新物理贡献可达0.030.03 GeV,远大于普通GM模型。结合两种SU(2)cSU(2)_c守恒对称性破缺效应、三重态VEV间的微小错位以及RH中微子扇区所允许的适度大hijh_{ij}耦合,对于vχ15v_\chi\lesssim 15 GeV,ΔmW\Delta m_W的值仍可轻易达到CDF-II mWm_W数据的1σ1\sigma范围,其(三重态VEV间)最小分裂约为0.70.7 GeV。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.05760,
  title  = {Explaining The CDF-II W-Boson Mass Anomaly in the Georgi-Machacek Extension Models},
  author = {Xiao Kang Du and Zhuang Li and Fei Wang and Ying Kai Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.05760},
  year   = {2023}
}

备注

21 pages, 4 figures; version accepted for publication in EPJC