通过四体末态高能矢量玻色子散射探测 Higgs 三次、四次耦合与 HEFT 相互作用

我们计算了多种 $2 \to 4$ 矢量玻色子散射（VBS）过程中微扰幺正性被破坏的能量标度，并将其与低阶数过程进行比较。末态包括 $h^4$、$V_L V_L h h$ 和 $V_L^4$，其中 $V_L$ 代表 $Z$ 或 $W$ 玻色子的纵向模式，$h$ 代表 Higgs 玻色子。我们考虑了具有修改的 Higgs 三次和四次自耦合的情形，包括源自标准模型有效场论（SMEFT）的那些情形，以及涉及 Higgs 有效场论（HEFT）导数算符的情形。修改的 Higgs 自耦合通常至少在 $2\to 3$ VBS 中导致微扰幺正性破坏；然而，相应的幺正性破坏能量标度往往非常高。我们的分析表明，在修改的 Higgs 势的情形下，与 $2 \to 3$ 过程相比，$2\to4$ 过程表现出显著更低的幺正性破坏能量标度。这一点，加上 $2 \to 4$ 过程的截面随能量增加而增大这一事实，表明它们在高能量（$\sqrt{\hat{s}} \gtrsim 2$ TeV）下会产生更多信号事件，这可以在未来的对撞机中实现。相比之下，对于 HEFT 导数相互作用，更高阶数带来的收益减小，因为在有效能量范围内 $2 \to 4$ 截面通常小于相关的 $2 \to 3$ 过程的截面。本研究表明，$2 \to 4$ VBS 过程对于探测 Higgs 势的修改（包括三次和四次耦合）尤为引人注目，但在导数相互作用占主导时则优势较小。