利用质量差在 LHC 上检验希格斯三重态模型

一般而言，超荷 Y=1 的希格斯三重态场的标量玻色子之间可能存在质量差。在希格斯三重态模型中，当三重态场的真空期望值 $v_\Delta$ 远小于电弱精确数据所要求的希格斯二重态场的真空期望值 $v$ ($\simeq 246$ GeV) 时，会出现一个特征质量谱 $m_{H^{++}}^2-m_{H^+}^2\simeq m_{H^+}^2-m_{\phi^0}^2(\equiv \xi)$，其中 $m_{H^{++}}$、$m_{H^+}$、$m_{\phi^0}$ 分别是双电荷 ($H^{++}$)、单电荷 ($H^+$) 和中性 ($\phi^0=H^0$ 或 $A^0$) 标量玻色子的质量。需要强调的是，$\xi\neq 0$ 情况下的唯象学与 $\xi=0$ 情况下的唯象学截然不同，后者中双电荷标量玻色子衰变为同号双轻子 $\ell^+\ell^+$ 或双玻色子 $W^+W^+$，具体取决于 $v_\Delta$ 的大小。我们发现，在 $\xi > 0$ 的情况下，即 $H^{++}$ 最重时，$H^{++}$ 可以通过级联衰变来识别，例如 $H^{++}\to H^+W^{+(*)}\to \phi^0 W^{+(*)}W^{+(*)}\to b\bar{b}\ell^+\nu\ell^+\nu$。我们概述了如何在此类情况下于 LHC 上探索希格斯三重态模型。通过测定质量谱，可以检验该模型，并进一步将其与其他含有双电荷标量玻色子的模型区分开来。