自然超对称及其对希格斯物理的启示

我们重新分析了大型强子对撞机 (LHC) 对自然超对称中轻第三代标量夸克的限制，其中超粒子的质量与其对电弱对称性破缺标度的前导对数贡献成反比。希格斯微子是质量最轻的超对称粒子；顶标量夸克和底标量夸克是次轻的超粒子，它们衰变为中性和带电希格斯微子，其分支比由汤川耦合和运动学确定。一旦将双微子和温微子质量取为其自然（重）值，希格斯微子的质量几乎是简并的。我们考虑了标量顶夸克和标量底夸克质量的三种情景：(I) $\tilde{t}_R$ 较轻，(II) $\tilde{t}_L$ 和$\tilde{b}_L$较轻，以及 (III) $\tilde{t}_R$、$\tilde{t}_L$和$\tilde{b}_L$均较轻。专用的标量顶夸克搜索目前对情景 II 和 III 敏感，但对情景 I 不敏感。基于标量底夸克的搜索（$2 b + \rm{MET}$）由于$\tilde{t} \ra b \charp_1$以及$\tilde{b} \ra b \neut_{1,2}$而影响两种标量夸克味，从而限制了情景 I 和 III，并对情景 II 施加了较弱的限制。这些搜索的总和对自然超对称产生了相对较强的限制。剩余的两个区域是：(1)“压缩楔形区”，其中$(m_{\tilde{q}} - |\mu|)/m_{\tilde{q}} \ll 1$，以及 (2)“运动学极限”区，其中$m_{\tilde{q}} \gsim 600-750 GeV$，处于 LHC 搜索的运动学极限。我们计算了希格斯物理的相关预测，表明这些区域导致最轻希格斯玻色子耦合的不同预测，这些预测可通过$\simeq 10$的测量加以区分。我们表明，一旦将最小超对称标准模型 (MSSM) 扩展至次最小超对称标准模型 (NMSSM) 以便自然地获得足够大的最轻希格斯玻色子质量以符合 LHC 数据，这些结论基本保持不变。