Higgs和DM物理在NMSSM模型中的唯象学研究

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2012年,在欧洲大型强子对撞机(LHC)上观测到了希格斯(Higgs)粒子的确切信号,后续的观测一致地支持了这一发现,标准模型(Standard Model)由此得以完善。但观测到的Higgs粒子是否共振态仍需要进一步的实验和论证。且标准模型仍存有诸多问题,例如它无法解释暗物质。所以人们一直在试图建立超越标准模型的新物理。超对称(SUSY)作为对标准模型的良好拓展,可以在理论层面上解决很多标准模型遇到的困难,例如Higgs粒子的精细调节问题等,具有丰富的潜力。其中,最小超对称标准模型(MSSM)是目前流行的一种新物理模型,它可以很好地解决这一层次问题,并预测最轻的中性超子作为暗物质(DM)候选粒子。虽然MSSM具有明显的优势,但仍存在一些不令人满意的问题,如μ-问题和小精细调节问题,这些问题近年来在LHC的实验中被加剧。而这些困难可以在次最小超对称标准模型(NMSSM)中被解决,该模型扩展了 MSSM的Higgs超场部分,引入一个规范单态超场(?)。当(?)获得了真空期望值(VEV)vs之后,一个有效项μ-term(μeff=λvs)随之就比较自然地处在电弱能标,这就回答了 MSSM中的理论自然性问题,即μ问题。在NMSSM中,由于在Higgs场中的作用项λ(?)(?)u·(?)d,已发现的Higgs玻色子的质量在树图阶会收到一个正的贡献。进而,如果Higgs玻色子对应了次轻的CP为偶的Higgs态的话,其质量也会被单态超场和二重态之间混合所抬高。那么Higgs质量的辐射修正在一定程度上就可以被上述过程替代,这就避免了其质量的调节问题。NMSSM预测有三个CP为偶的Higgs玻色子,两个CP为奇的Higgs玻色子和一对荷电Higgs玻色子。实验中125 GeV的Higgs玻色子可以自然地在NMSSM中实现。NMSSM中的参数m1是Bino的质量,其值改变了暗物质的组成。目前XENON1T、LUX、PandaX等实验对暗物质的散射截面有非常严格的限制。在此基础上本文扫描了参数m1,并结合最新的暗物质直接探测和LHC实验,研究了NMSSM中两个125 GeV附近质量简并的Higgs粒子的唯象学。
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