限制的NMSSM斜参数

文摘

电弱精密测量,用斜参数编码,给强大的物理限制超出标准模型。斜参数next-to-minimal超对称模型中计算(NMSSM)。我们轮廓的计算斜参数的一个循环gauge-boson自身能量,发现敏感NMSSM参数空间的限制。

1。介绍

电弱的精密测量参数给予严格的限制以外的物理标准模型(SM)。一个非常优雅的方法系统地面对新物理学的电弱精密测量是由斜参数,,(1- - - - - -3]。这三个参数允许限制任何物理在SM之外,在以下三个条件。(我)物理以外的SM必须服从计对称;也就是说,没有额外的电弱计玻色子比SM。(2)新粒子的耦合光费米子必须抑制。也就是说,联轴器的主要贡献超出了SM four-fermion散射源于gauge-boson的自身能量分布函数的变化。这些贡献被称为斜修正。例如抑制贡献可能出现在盒子图有四个外部修正被称为费米子或顶点nonoblique修正。(3)新物理学进入只有在大规模电弱相比规模。

从第二个条件很明显,斜参数表达的gauge-boson自身能量,详细如图所示(3]。的主要观点是,电弱精密测量探针弱相互作用过程与光外部质量费米子(在电弱规模cms的能量),其中顶点——和箱式修正抑制因素而自身能量循环修正。

然而,许多模型以外的SM预计将在规模效应不太远离电弱的规模,这是由希格斯玻色子的vacuum-expectation价值中立的SM组件GeV。为了削弱斜第三条件参数,,前面所提到的,允许新的物理学已经进入规模比电弱规模更大,斜参数扩展到6个参数,,,,,(4,5]。这些斜参数的显式表达式读取 的数量与表示新的贡献横在momentum-squared范围内自身能量的一部分SM相比, 衍生品的自身能量对于规模是用。只有相对较少的参数(除了这一事实为只有在同一低能尺度)进入(2)反映了观察,精密测量粒子散射光在费米子,只有在少数的尺度上,在[详细解释4]。最后,和包含通常的弱温伯格混合角,表示精细结构常数。

在定义斜参数,电弱精密可见,例如玻色子的质量,可能会用这些参数来表示。限制斜参数获得通过全球适合电弱精密测量;例如,参见[6]。完全零SM内,这些全球适合导致错误乐队的六个参数(1),见(3),因此可能限制从新的物理效应的大小。

在这篇文章中,我们计算斜参数,,,,,(1)next-to-minimal SM的超对称扩展(NMSSM);NMSSM的评论,我们指的是7,8]。让我们简单回顾一下在NMSSM的过电压术语的MSSM所取代术语和术语。与参数,新参数和是无量纲的;特别是vacuum-expectation希格斯单线态粒子倍的价值生成一个有效的词,术语避免Peccei-Quinn对称。

NMSSM最近受到关注;特别是,除了规模不变的过电压,它还有更丰富的希格斯粒子中性伴子部门和五分之一相比最小超对称扩展(MSSM)。指出在fermion-fermion交互出现原则上也nonoblique NMSSM修正,这里我们假设nonoblique修正可以忽略不计。

有几种计算精度电弱可见NMSSM,我们想在这里提及几。首先,在研究玻色子的宽度(9),假设最轻的那种在NMSSM质量,它已经表明,Z-boson衰变宽度变化与SM与精密测量,因此比较(特别是地蜡)给强约束NMSSM参数。第二,在10),部分腐烂玻色子到夸克对被考虑。这是扫描,发现通过一个参数耦合的SM相比,数据不能显著提高MSSM / NMSSM。第三,新的贡献的NMSSM横向的部分——玻色子自身能量一直在(11]。第四,轻子衰变以及在NMSSM玻色子被认为是在12]。特别是,通过这种方式,分别约束耦合质量的新粒子,它出现在循环,已获得。

由于NMSSM的参数空间是非常大的,有不同的现象学研究该模型的方法。在[13- - - - - -15),例如,限制版的NMSSM被认为是在假定各种质量和耦合统一在肠道的规模。另一种方法是考虑特定基准场景,代表不同的政权在参数空间16,17]。数值例子中提到的后,我们将采用前者方法。让我们评论,存在类似的方法精度电弱MSSM可见;看到例如[18- - - - - -21]。

2。计算的细节

斜参数的预测(1我们需要计算的横向部分一个循环自身能量,在那里,表示衡量玻色子,,。专门的自身能量轻子、夸克和计玻色子的循环是完全相同的和因此不需要评估。一致性检验,然而,我们证实了这一分析。

自希格斯部门NMSSM SM希格斯的不是一个简单的扩展领域,我们必须考虑所有的贡献包含SM希格斯玻色子。的自身能量NMSSM我们必须考虑所有的贡献涉及标量中微子,标量轻子标量和down-type夸克,,中性伴子,charginos,中性的希格斯玻色子,,,,两人的带电希格斯玻色子戈德斯坦玻色子,。所有费曼图的自身能量贡献斜参数如附件所示。让我们注意,我们认为最一般NMSSM在我们的计算。尤其是对CP违反我们允许在希格斯部门,这样中性的希格斯玻色子不一定是CP偶数/奇数,分别;例如(详情见7]。

NMSSM费曼规则的实现FeynRules程序包(22,23)后的约定24]。作为一个警告,让我们评论,中性的希格斯玻色子的平方的戈德斯通组件混合矩阵必须精心构造保证统一性,这是违反了参数选择的模型文件nmssm.fr。我们联系这个列表的费曼规则包FeynArts/FormCalc(25各种一个循环),导致解析表达式自身能量的基本标量大师积分。接下来,我们组装的参数(2)和数值评估结果使用这个程序包LoopTools(26]。我们观察到不同的自身能量之间的所有紫外线奇点取消斜参数。在technical note,矩阵被天真地(即。,反对易),而我们有明确的衡量参数独立检查。

3所示。结果

首先让我们注意,一般我们期待不同的结果的斜参数NMSSM比MSSM:一方面(复杂)的希格斯单线态粒子,NMSSM介绍,给两个物理希格斯玻色子MSSM相比出现在gauge-boson自身能量。另一方面额外singlino混合,甚至,它是一种测定单线态,与其他中性伴子,因此使变化的贡献。一般只有在任意小的极限参数和保持比例以及产品固定(单线态)和保持的vacuum-expectation价值三线的耦合和固定的,NMSSM成为MSSM。

作为一个简单的算例,我们假设统一的标量费米子质量,三线的耦合。这种情况通常被称为约束NMSSM (cNMSSM)。更精确地说,我们使用程序包NMSPEC(15),统一的标量,费米子和三线性耦合,但除了单线态的质量和Peccei-Quinn参数作为输出参数,由极小化方程的希格斯粒子的潜力。除了不是统一的与其他三线的耦合和分别是不同的。此外,vacuum-expectation的比例值两个希格斯玻色子的对比,,希格斯粒子耦合参数和的符号需要固定的除了SM的参数。程序包NMSPEC最终计算质谱和混合角电弱规模。让我们注意,计算斜参数一般NMSSM执行这样的斜参数值可以很容易地计算任意参数。斜参数的程序代码可以从URL (c代码27]。

NMSSM参数的显式值我们选择在我们的表中的数值示例1。从显示的数据推断出这些参数设置(15]。的尺度NMSSM参数是固定的写作为上标,MSUSY和肠道超对称性破坏规模,分别大统一尺度,分别;尺度都是来自的输入参数NMSPEC。我们注意到所选的参数设置表中给出1通过不同的约束,获得的希格斯玻色子搜索,部分的衰变宽度玻色子到中性伴子,质量charginos界限;详情我们指15]。

在数据1和2我们目前的结果斜参数和不同的参数设置表1。所有其他斜参数是相当小,因此明确没有显示。我们先后不同的数据参数,,,对中央值表1显示的数据(我们抑制标MSUSY和肠道)。我们看到斜参数的行和改变参数值的变化。我们也把和误差椭圆对应于最近的实验相吻合和(6]: 在这里,表示相关系数。注意,在这个适合SM希格斯玻色子的质量GeV假定,我们也使用一致的参数值SM自身能量。

正如预期的那样,在我们的数值例子我们发现抑制贡献斜参数,,,这是由于大量额外的粒子比电弱规模。下斜参数变化的敏感性NMSSM参数清晰可见:中央参数集在表11。我们推断出从图1这一误差椭圆约束,GeV,GeV。其他中央值表1从图我们可以很容易读出的约束2。一般斜参数和新粒子,nonisosinglets极为敏感。然而,只有在某些假设的起源贡献不同的斜参数一目了然;我们将讨论在3为进一步的细节。因为这些假设不应验在我们的例子中,我们不要在这里详细研究。它也将是有趣的讨论NMSSM参数的影响在电弱规模斜参数。不过,这已经超出了本文的范围,我们专注于计算斜参数本身。

4所示。结论

对于一大类模型在标准模型之外,所谓的斜参数给约束来自电弱精密测量非常敏感。我们计算了延长斜参数集,,,,,next-to-minimal超对称模型(NMSSM)。

我们提出了数值例子与NMSSM的参数选择受限的情况下,部分将对此进行说明3。我们观察斜参数和在模型参数的变化高度敏感。事实上,相当温和的变化NMSSM参数容易违反约束的电弱精密测量。

斜参数计算了一般情况下,特别是与一般的CP违反希格斯部门,这样他们可能适用于任意参数值,在一个更完整的参数扫描,我们未来的工作准备。

附录

费曼图的斜参数

我们现在的费曼图贡献的斜参数(1)。自身能量图,只轻子,夸克,循环和计波色子,贡献和到底是取消了(2),不需要计算。

的贡献由图含有SM希格斯玻色子()循环。只有这样的贡献和自身能量,如图3。

我们也显示所有自身能量图有助于NMSSM斜参数的一部分。这些图包括标量中微子,标量轻子标量和down-type夸克,,中性伴子,charginos,以及中性的希格斯玻色子,,希格斯玻色子戈德斯坦玻色子,。所有其他的贡献,例如,轻子的自身能量循环,与相应的取消了SM的贡献。

的,光子,光子自身能量图所示的数据4,5,6,7,分别。

确认

作者感谢b .屏快速反应有关的更新NMSSM FeynRules中包含的模型文件。支持y施罗德海森堡的工作程序的德意志Forschungsgemeinschaft (DFG),合同编号。薛定993/1。

引用

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