مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

مدل هیگز مرکب با مشارکت ذره نرده‌ای سبک سیگما و مطالعة قیدهای پدیدارشناسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

رضا اصغرزاده
کاظم بی تقصیر فدافن
مسلم احمدوند

دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

https://doi.org/10.47176/ijpr.26.1.12225
چکیده
در این پژوهش، مدل‌های هیگز مرکب با مقیاس شکست تقارن سرتاسری نسبتاً کوچک در بخش جفت‌شدگی قوی در نظر گرفته می‌شوند که در آن بوزون هیگز به‌عنوان یک شبه‌نامبو-گُلدستون ظاهر شده است. همچنین یک ذره تشدیدی نرده‌ای تکی تحت عنوان سیگما ( ) داریم که با هیگز آمیخته شده است. با بهره‌گیری از لاگرانژی دستیدة مؤثر، ساختار کمینه‌های خلأ نظریه تحلیل می‌گردد. نشان داده می‌شود که در غیاب ، مقیاس‌های بالاتر ازTeV ۱ برای سازگاری با قیود تجربی نیازمند تنظیم دقیق کوچکی هستند؛ اما آمیختگی با این ذره نرده‌ای سبک، این تنش را رفع کرده و موجب پایین آمدن مقیاس می‌شود. سپس، با اعمال قیدهای تجربی به‌روز بر اساس برازش‌های ترکیبیِ روی جفت‌شدگی‌های هیگز با بوزون‌های پیمانه‌ای و کوارک تاپ، بر پارامترهای مدل حد گذاشته می‌شود. همچنین با اعمال کران‌های مربوط به واپاشی‌های فرااستاندارد هیگز، فضای پارامتری مدل به‌طور کمّی تعیین و نقاط شاخص سازگار استخراج می‌شوند. افزون بر این، یک سناریوی جایگزین بر پایه نتایج نیز بررسی شده است تا حساسیت ساختار مدل به داده‌های مستقل برخورددهنده‌ها روشن گردد. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که حضور ذره نرده‌ای سبک می‌تواند به‌طور مؤثر قیدهای ناشی از پارامترهای الکتروضعیف و و انحرافات جفت‌شدگی هیگز را کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها

هیگز مرکب
مدل‌ فرااستاندارد
نظریه الکتروضعیف
شکست تقارن
موضوعات

عنوان مقاله English

Composite Higgs Model Involving a Light Scalar Sigma and the study of Phenomenological Constraints

نویسندگان English

Reza Asgharzadeh
Kazem Bitaghsir Fadafan
Moslem Ahmadvand
Faculty of Physics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده English

In this research, we consider Composite Higgs Models with a relatively small global symmetry-breaking scale, f, in the strong coupling sector, where the Higgs boson emerges as a pseudo-Nambu-Goldstone boson. The model also includes a singlet scalar resonance, the sigma particle (σ), which mixes with the Higgs. Using an effective chiral Lagrangian, the structure of the vacuum minima of the theory is analyzed. It is shown that, in the absence of σ, achieving values of f above 1 TeV requires a small amount of fine-tuning to be consistent with experimental constraints. However, mixing with this light scalar particle resolves this tension and allows for a lower value of f. Subsequently, we impose up-to-date experimental constraints based on combined LHC Run-2 fits to the Higgs couplings to gauge bosons and the top quark. By also applying limits from searches for exotic Higgs decays, the parameter space of the model is quantitatively determined, and viable benchmark points are extracted. Furthermore, an alternative scenario based on the CDF results is investigated to illustrate the model's sensitivity to independent collider data. The analyses demonstrate that the presence of the light scalar σ can effectively alleviate constraints arising from the electroweak precision parameters S and T, as well as from deviations in the Higgs couplings.

کلیدواژه‌ها English

Composite Higgs
- Beyond Standard Model - Electroweak Theory - Symmetry Breaking
1.      W Higgs, Phys. Rev. Lett. 13 (1964) 508.
2.      ATLAS Collaboration, Phys. Lett. B 716 (2012) 1.
3.      B Bellazzini, C Csáki, and J Serra, Eur. Phys. J. C 74 (2014) 2766.
4.      G Panico and A Wulzer, Lect. Notes Phys. 913 (2016) 1–316.
5.      M J Dugan, H Georgi, and D B Kaplan, Nucl. Phys. B 254 (1985) 299.
6.      D B Kaplan and H Georgi, Phys. Lett. B 136 (1984) 183.
7.      S Weinberg, Phys. Rev. D 13 (1976) 974–996.
8.      A Belyaev, M S Brown, R Foadi, and M T Frandsen, Phys. Rev. D 90 (2014) 035012.
9.      K Yamawaki, M Bando, and K-I Matumoto, Phys. Rev. Lett. 56 (1986) 1335.
10.   M Bando, K-I Matumoto, and K Yamawaki, Phys. Lett. B 178 (1986) 308–312.
11.   G V Dzhikiya, Sov. J. Nucl. Phys. 45 (1987) 1083–1087.
12.   C Csáki, T Ma, and J Shu, arXiv:1709.08636.
13.   C Csáki, T Ma, and J Shu, Phys. Rev. Lett. 119 (2017) 131803.
14.   M E Peskin and T Takeuchi, Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 964–967.
15.   M E Peskin and T Takeuchi, Phys. Rev. D 46 (1992) 381–409.
16.   R Barbieri, A Pomarol, R Rattazzi, and A Strumia, Nucl. Phys. B 703 (2004) 127–146.
17.   R Barbieri et al., JHEP 05 (2013) 069.
18.   C Grojean, O Matsedonskyi, and G Panico, JHEP 10 (2013) 160.
19.   A Arbey et al., Phys. Rev. D 95 (2017) 015028.
20.   G Cacciapaglia and F Sannino, JHEP 1404 (2014) 111.
21.   D Buarque Franzosi, G Cacciapaglia, and A Deandrea, Eur. Phys. J. C 80 (2020) 28.
22.   S K Dimopoulos and J R Ellis, Nucl. Phys. B 182 (1980) 505–528.
23.   A Hasenfratz, C Rebbi, and O Witzel, Phys. Lett. B 773 (2017) 86–90.
24.   A Athenodorou et al., JHEP 06 (2016) 114.
25.   Y Aoki et al., EPJ Web Conf. 175 (2018) 08023.
26.   Lattice Strong Dynamics Collaboration (T Appelquist et al.), Phys. Rev. D 99 (2019) 014509.
27.   D Elander and M Piai, Phys. Lett. B 772 (2017) 110–114.
28.   D Elander and M Piai, JHEP 06 (2017) 003.
29.   K Bitaghsir Fadafan, W Clemens, and N Evans, Phys. Rev. D 98 (2018) 066015.
30.   M Golterman and Y Shamir, Phys. Rev. D 97 (2018) 095005.
31.   T Alanne, N Bizot, G Cacciapaglia, and F Sannino, Phys. Rev. D 97 (2018) 075028.
32.   A Agugliaro, G Cacciapaglia, A Deandrea, and S De Curtis, arXiv:1808.10175.
33.   D Liu, I Low, and Z Yin, Phys. Rev. Lett. 121 (2018) 261802.
34.   CMS Collaboration (A M Sirunyan et al.), Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 231801.
35.   ATLAS Collaboration (M Aaboud et al.), Phys. Lett. B 784 (2018) 173–191.
36.   M Hansen, K Langæble, and F Sannino, Phys. Rev. D 95 (2017) 036005.
37.   ATLAS and CMS Collaborations (G Aad et al.), JHEP 08 (2016) 045.
38.   CMS Collaboration (A M Sirunyan et al.), JHEP 06 (2018) 127.
39.   C Anastasiou et al., JHEP 09 (2016) 037.
40.   G Arcadi, I Diogo, and M Viel, Phys. Rev. D 91 (2015) 095013.
41.   D Marzocca, M Serone, and J Shu, JHEP 08 (2020) 123.
42.   D Marzocca, M Serone, and J Shao, JHEP 1208 (2012) 013.
43.   D Buarque Franzosi and P Ferrarese, Phys. Rev. D 96 (2017) 055037.
44.   ATLAS and CMS Collaborations, CERN Document Server CDS:2887653 (2025).
45.   J de Blas et al., Phys. Rev. D 106 (2022) 033003.
46.   M Cepeda et al., CERN Yellow Rep. Monogr. 7 (2019) 221.
47.   D de Florian et al., CERN Yellow Report (2016).
48.   A Freitas, JHEP 05 (2025) 123.
49.   J Haller et al., Eur. Phys. J. C 78 (2018) 675.
50.   CDF Collaboration, Science 376 (2022) 170.
51.   Y Cheng et al., arXiv:2208.06760.
52.   A Djouadi, Phys. Rept. 457 (2008) 1.
53.   The ATLAS Collaboration, Nature 607 (2022) 52–59.
54.   ATLAS and CMS Collaborations, JHEP/Phys. Rev. (Run-1 combination).
55.   O Matsedonskyi, G Panico, and A Wulzer, JHEP 01 (2013) 164.
56.   J Galloway et al., JHEP 10 (2010) 086.

XML
اصل مقاله 1.28 M
فایل‌های تکمیلی/اضافی
14-Bitaghsir - ABS (1).pdf

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی