Higgs-光子共振

我们研究了在 LHC 上产生 Higgs 玻色子加光子（$h^0 \gamma$）共振的模型。当该共振态为 $Z'$ 玻色子时，衰变到 $h^0 \gamma$ 发生在单圈阶。如果 $Z'$ 玻色子在树级耦合到夸克，则 $h^0 \gamma$ 分支比通常为 $10^{-5}$ 量级或更小。尽管如此，存在一些模型允许在 $\sqrt{s} = 13$ TeV 下观测到 $Z' \to h^0 \gamma$，对于在 200--450 GeV 范围内的 $Z'$ 质量，其截面乘以分支比大于 1 fb，对于高达 800 GeV 的质量则大于 0.1 fb。即使 $Z'$ 对轻子的耦合在树级消失，$Z'$ 到轻子对的 1-圈衰变也与 $h^0 \gamma$ 相竞争。我们还提出了一个模型，其中 $Z'$ 玻色子衰变为一个 Higgs 玻色子和一对共线光子，从而模拟 $h^0 \gamma$ 共振。在该模型中，$h^0 \gamma$ 共振搜索将是重至 2 TeV 的 $Z'$ 的发现模式。当共振态为标量时，尽管由于角动量守恒衰变到 $h^0 \gamma$ 被禁戒，但 $h^0$ 加共线光子通道是允许的。我们评论了通过不同 Higgs 衰变观测 $h^0 \gamma$ 共振的前景、相关搜索的约束，以及 $h^0$ 被非标准 Higgs 玻色子替代的模型。