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规范-希格斯统一中电子-正电子对撞机上的单希格斯玻色子产生

高能物理 - 唯象学 2023-05-10 v2

摘要

我们考察了 SU(3)C×SO(5)W×U(1)XSU(3)_C\times SO(5)_W\times U(1)_X 规范-希格斯统一(GHU)模型中经 ZZ'WW' 玻色子对单希格斯玻色子产生过程的贡献。特别地,我们分析了标准模型(SM)与 GHU 模型中三个单希格斯玻色子产生过程 ee+Zhe^-e^+\to Zhee+ννˉhe^-e^+\to \nu\bar{\nu}hee+ee+he^-e^+\to e^-e^+h 的截面。对于希格斯伴生产生过程 ee+Zhe^-e^+\to Zh,我们表明在满足当前实验约束的参数区域内,对初态电子与正电子质心能量 s=250\sqrt{s}=250 GeV,相对 SM 的最大偏离约达 6%;对 s=500\sqrt{s}=500 GeV 约达 20%,取决于电子与正电子的初态极化。在 s1\sqrt{s}\lesssim 1 TeV 范围内,相对 SM 的偏离随 s\sqrt{s} 单调增大。利用希格斯伴生产生过程,就卡拉比-丘(KK)质量而言可探测至数十 TeV 的能区。我们还表明,通过考察 ee+Zhe^-e^+\to Zh 过程左右不对称度相对 SM 的偏离,可确定 GHU 模型中轻子多重态体质量的符号。经 ZZ'WW' 玻色子对 ee+ννˉhe^-e^+\to \nu\bar{\nu}hee+ee+he^-e^+\to e^-e^+h 过程截面的贡献,至少对 s1\sqrt{s}\leq 1 TeV 而言相对 ee+Zhe^-e^+\to Zh 较小。与 SM 中相同,ee+ννˉhe^-e^+\to\nu\bar{\nu}h 过程在 s500\sqrt{s}\gtrsim 500 GeV 时对单希格斯玻色子产生过程贡献为主,但仅在接近首阶 KK 规范玻色子或更高质量能标处才观测到对 SM 的大偏离。

关键词

引用

@article{arxiv.2301.07833,
  title  = {Single Higgs Boson Production at Electron-Positron Colliders in Gauge-Higgs Unification},
  author = {Shuichiro Funatsu and Hisaki Hatanaka and Yuta Orikasa and Naoki Yamatsu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07833},
  year   = {2023}
}

备注

34 pages, 9 tables, 11 figures; some comments and references added; Sec. 3 moved to Appendix A; accepted for publication in Physical Review D