轻 Higgs 玻色子对产生的未来探测

在这项工作中，我们在双 Higgs 二重态模型（2HDM）框架下研究轻 Higgs 情形。在此情形下，2HDM 中较重的 CP-偶 Higgs 玻色子 $H$ 是质量为 125 GeV 的类 SM Higgs 玻色子，而谱中出现了比 125 GeV 轻的 CP-偶 Higgs 玻色子 $h$。我们发现该情形存在于 $\sin(\beta-\alpha)\simeq 0$ 的对齐极限中，并且仍被 125 GeV Higgs 的全局拟合以及 $H\to hh$ 和 $h\to \gamma\gamma$ 的直接搜索所允许。当 $M_h<M_H/2$ 时受到强烈约束，因为奇异衰变模式 $H\to hh$ 在运动学上被允许。我们聚焦于 $M_h>M_H/2$ 的情形，并在 LHC 上模拟了轻 Higgs 玻色子的对产生。该对产生通过 Higgs 自耦合对 2HDM 势中的软 $\mathbb{Z}_2$ 对称破缺项 $m_{12}$ 敏感。我们发现未来的高亮度 LHC 可以在理论约束允许的 $\tan\beta\lesssim 1$ 和 $0<m_{12}<100$ GeV 区域内发现 $b\bar{b}\gamma\gamma$ 信号。