3所示。希格斯玻色子信号率
在本节中,我们讨论的发现潜力<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
生产的胶子融合<我nline-formula>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
大型强子对撞机的大众<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
≲米米l:mo>
300年米米l:mn>
GeV。该地区与<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
≳米米l:mo>
300年米米l:mn>
GeV更有前途的横截面<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
生产下降迅速增加<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
大众。为幸存的随机扫描获得的数据点,我们计算的包容性的横截面<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
生产用CalcHEP [
63年以下流程:
(9)米米l:mtext>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
一个米米l:mtext>
n米米l:mi>
d米米l:mi>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
。米米l:mo>
在这里,我们考虑一个质量重心的能量<我nline-formula>
年代米米l:mi>
=米米l:mo>
14米米l:mn>
TeV LHC。
在图
1,我们现在的质量next-to-lightest CP-even希格斯玻色子<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
NMSSM树层次参数。一个发现,幸存的点,<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
减少通过增加<我nline-formula>
λ米米l:mi>
而它增加增加<我nline-formula>
κ米米l:mi>
和<我nline-formula>
μ米米l:mi>
eff米米l:mtext>
。同时,发现我们的参数空间,大部分的生存点对应于该地区<我nline-formula>
2米米l:mn>
≲米米l:mo>
棕褐色米米l:mi>
β米米l:mi>
≲米米l:mo>
7米米l:mn>
和<我nline-formula>
200年米米l:mn>
≲米米l:mo>
一个米米l:mi>
λ米米l:mi>
≲米米l:mo>
800年米米l:mn>
分布在<我nline-formula>
一个米米l:mi>
κ米米l:mi>
很均匀。
看数据
2和
3,显示之间的关系<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
和最轻的CP-even希格斯粒子质量<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
1米米l:mn>
和之间的<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
和最轻的CP-odd希格斯粒子质量<我nline-formula>
米米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
的生存点,很明显,大部分地区的参数空间,<我nline-formula>
h米米l:mi>
1米米l:mn>
SM-like希格斯和吗<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
只能扮演的角色SM-like希格斯在一个小区域的参数空间。的<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
是一个混合的紧身上衣和单线态组件对于大多数点选择在我们的参数空间。图
3显示越小<我nline-formula>
米米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
,越小<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
。因为幸存的点小的值<我nline-formula>
一个米米l:mi>
κ米米l:mi>
,只有小的值<我nline-formula>
米米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
是允许的。的数字是一个值得注意的特性<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
可以用质量约125 GeV SM-like希格斯,这对应于一个灯吗<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
与<我nline-formula>
米米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
≲米米l:mo>
90年米米l:mn>
GeV。
图2
希格斯玻色子的质量分布next-to-lightest CP-even<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
,而最轻的CP-even希格斯粒子的质量,<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
1米米l:mn>
。
图3
希格斯玻色子的质量分布next-to-lightest CP-even<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
,而最轻的CP-odd希格斯粒子的质量,<我nline-formula>
米米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
。
由于希格斯紧身衣和单线态之间的混合,Higgs-to-Higgs衰变是运动学上地允许NMSSM大面积的参数空间,即使对小质量的希格斯玻色子。此外,NMSSM的著名地标之一是最轻的CP-odd希格斯玻色子的存在<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
与质量值小于<我nline-formula>
米米米l:mi>
Z米米l:mi>
很自然,在MSSM的背景下是不可能的。在图
4,我们显示之间的相关性<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
和<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
衰变为光CP-odd希格斯粒子对<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
(a)和成一个<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
和规范玻色子<我nline-formula>
Z米米l:mi>
(b),很明显从面板(a)图的衰变<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
占主导地位的是无论何时动是敞开的。它表明,BR (<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
)范围从40%到100%见面板(a)的图),而最大BR (<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
)是0.1%(见图)(b)的面板。事实上,的主导地位<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
衰减通道导致抑制等衰减通道<我nline-formula>
b米米l:mi>
b米米l:mi>
¯米米l:mo>
和其他渠道。
图4
的next-to-lightest CP-even希格斯粒子质量<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
策划对<我nline-formula>
BR米米l:mtext>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
(一)和<我nline-formula>
BR米米l:mtext>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
(b)。
(一)
(b)
图
5说明了包容<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
生产结束了<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
(一)和<我nline-formula>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
(b)的函数<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
。它显示的图<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
生产速度下降迅速增加<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
。很明显,生产速度<我nline-formula>
σ米米l:mi>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
是相当大的,达到100 fb对小的值<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
,生产速度<我nline-formula>
σ米米l:mi>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
很小,达到约0.5 fb最多。后者检测生产速度显然是不够的<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
在大型强子对撞机,考虑到轻子τ衰变是17.5%左右。简而言之,包容的生产速度<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
衰变成<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
承诺,可能会允许发现的吗<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
和<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
在大型强子对撞机的生产速度<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
衰变成<我nline-formula>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
是非常小的。所以,我们将分析signal-to-background前通道,后者通道是无用的。
图5
fb的生产速度<我nline-formula>
σ米米l:mi>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
·米米l:mo>
BR米米l:mtext>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
(一)和<我nline-formula>
σ米米l:mi>
g米米l:mi>
g米米l:mi>
⟶米米l:mo>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
·米米l:mo>
BR米米l:mtext>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
⟶米米l:mo>
Z米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
(b)的函数<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
。
(一)
(b)
在LHC声称发现,我们做了partonic signal-to-background基于CalcHEP (S / B)分析。占主导地位的标准模型的背景是不可约的背景来源<我nline-formula>
p米米l:mi>
p米米l:mi>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
(通过<我nline-formula>
γ米米l:mi>
和<我nline-formula>
Z米米l:mi>
交换)。在这里,我们假设双轻子衰变的渠道<我nline-formula>
τ米米l:mi>
的年代。在表
1,我们给4分,基准分不同质量的<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
我们的分析。在这里,我们假设标记效率是50%,τ飞机,总横截面的扩展。表中所示,我们计算了横截面为信号和后台进程和意义<我nline-formula>
年代米米l:mi>
/米米l:mo>
B米米l:mi>
在质量重心的能源<我nline-formula>
年代米米l:mi>
=米米l:mo>
14米米l:mn>
TeV LHC。我们已经做了300 fb<我nline-formula>
−米米l:mo>
1米米l:mn>
和1000年的神奇动物<我nline-formula>
−米米l:mo>
1米米l:mn>
积累的光度(我们不做这样的分析假设。当然,适当的减少可以改善信号背景比,我们离开了实验者的)。很明显,有一个很好的潜在的检测<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
衰变成<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
⟶米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
τ米米l:mi>
+米米l:mo>
τ米米l:mi>
−米米l:mo>
大型强子对撞机的大众<我nline-formula>
140年米米l:mn>
≲米米l:mo>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
≲米米l:mo>
220年米米l:mn>
GeV。相应的信号事件相当大的31680事件<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
=米米l:mo>
140年米米l:mn>
GeV和2364事件<我nline-formula>
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
=米米l:mo>
220年米米l:mn>
事件与300年facebook<我nline-formula>
−米米l:mo>
1米米l:mn>
集成的光度。同样,这些结果不承担任何削减,这当然是减少信号的数量。因此,我们得出结论,LHC和集成1000 fb的光度<我nline-formula>
−米米l:mo>
1米米l:mn>
有可能发现<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
,如果它不是一个SM-like希格斯粒子,质量约250 GeV。这样的发现<我nline-formula>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
主要是伴随着光吗<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
。这种光的存在<我nline-formula>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
是一个MSSM区分NMSSM的直接证据。
表1
四个基准点P1, P2, P3, P4中使用<我nline-formula>
年代米米l:mi>
/米米l:mo>
B米米l:mi>
分析。
|
P1
| P2
| P3
| P4
|
|
λ米米l:mi>
|
0.615706
| 0.650828
| 0.637590
| 0.617789
|
|
κ米米l:mi>
|
0.261287
| 0.264725
| 0.339134
| 0.387478
|
|
棕褐色米米l:mtext>
β米米l:mi>
|
5.2247
| 3.78738
| 3.82514
| 3.70979
|
|
μ米米l:mi>
eff米米l:mtext>
(GeV)
| 153.678
| 198.766
| 198.201
| 199.224
|
|
一个米米l:mi>
λ米米l:mi>
(GeV)
| 646.778
| 517.464
| 464.215
| 426.835
|
|
一个米米l:mi>
κ米米l:mi>
(GeV)
| -8.00937
| 5.1126
| -9.72344
| 9.09329
|
|
米米米l:mi>
h米米l:mi>
2米米l:mn>
(GeV)
| 140年
| 180年
| 220年
| 260年
|
|
米米米l:mi>
一个米米l:mi>
1米米l:mn>
(GeV)
| 66年
| 64年
| 99年
| 67年
|
|
年代米米l:mi>
用300 fb(神奇动物)<年代up>−1年代up> |
3.168米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
4米米l:mn>
|
8.61米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
3米米l:mn>
|
2.364米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
3米米l:mn>
|
3.21米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
2米米l:mn>
|
|
B米米l:mi>
用300 fb(神奇动物)<年代up>−1年代up> |
3所示。9米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
4米米l:mn>
|
3所示。9米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
4米米l:mn>
|
3所示。9米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
4米米l:mn>
|
3所示。9米米l:mn>
×米米l:mo>
1米米l:mn>
0米米l:mn>
4米米l:mn>
|
|
年代米米l:mi>
/米米l:mo>
B米米l:mi>
300 fb<年代up>−1年代up> |
160.4
| 43.6
| 12
| 1。6
|
|
年代米米l:mi>
/米米l:mo>
B米米l:mi>
1000 fb<年代up>−1年代up> |
292.9
| 79.6
| 21.9
| 3
|