Probing new physics via higher order calculation of Higgs boson couplings

通过希格斯玻色子耦合的高阶计算探索新物理

基本信息

批准号：
18F18022
负责人：
兼村晋哉
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-10-12 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では拡張ヒッグス模型で結合定数に対する２ループレベルの精密計算等を行う事により、将来実験を用いて電弱対称性破れの機構を解明するとともに標準理論を超えた新物理を探求する。ヒッグス粒子は発見されたが対称性の破れの根幹のヒッグスポテンシャルは未検証である。その構造と性質は新物理と密接に関連する。例えば電弱バリオン数生成シナリオでは強い一次的相転移が要求される為拡張ヒッグス模型が必要になるが、一次相転移が実現する場合には数１０％の１ループ補正がヒッグス自己結合（３点結合）に現れるので、将来加速器で検証できると期待される。本研究は世界で初めて拡張ヒッグス模型の３点結合を２ループで計算する。重力波による1次相転移の検証可能性等も研究し、多角的にヒッグスポテンシャルに迫るタイムリーで重要な研究である。ニュートリノ質量や暗黒物質を同時説明する新模型を各種実験により絞り込む研究も行う。2020年度は、新しく古典的スケール不変性を持つ拡張スカラー模型（NスカラーCSI模型とヒッグス２重項が２個含まれるCSIモデル）を研究を修士課程2年生の下田誠氏との３人の共同研究として実施した。2015年に受け入れ研究者が研究したC S Iモデルに関する１ループ計算の研究を精査し、ついで２ループレベルの摂動計算に進んだ。古典的スケール不変性に基づく理論では、自己結合に対する１ループ補正は模型の詳細によらず６６％程度の補正となることが知られていたが、我々の今回の研究によって、２ループレベルの補正によって模型の詳細によるユニバーサリティからのずれが発生し、そのずれが20－30％になることを示した。成果は論文として出版し、世界各地で開催された国際会議やセミナー等で多数の研究発表をおこなった。

在本研究中，我们将利用扩展的希格斯模型对耦合常数进行精确的二环级计算，并利用未来的实验来阐明电弱对称性破缺的机制，探索标准模型之外的新物理。虽然希格斯粒子被发现，但作为对称破缺基础的希格斯势尚未得到验证。其结构和性质与新物理学密切相关。例如，在电弱重子数生成场景中，需要强的一阶相变，需要扩展的希格斯模型，然而，在实现一阶相变时，需要进行百分之几十的单环修正。对于希格斯自耦合是必要的（三点），预计未来可以使用加速器来验证这一现象。该研究是国际上首次计算扩展希格斯模型在两个回路中的三点连接。这是一项及时而重要的研究，从多个角度探讨希格斯势，包括验证引力波引起的一阶相变的可能性。我们还将进行研究，通过各种实验缩小同时解释中微子质量和暗物质的新模型的范围。 2020年，我们将与二年级硕士生Makoto Shimoda先生合作，对具有经典尺度不变性的新型扩展标量模型（N标量CSI模型和包含两个希格斯双峰的CSI模型）进行了研究。 2015年，我们考察了宿主研究人员研究的与C S I模型相关的单环计算研究，然后进行了二环水平摄动计算。在基于经典尺度不变性的理论中，已知无论模型细节如何，自耦合的一环校正约为66％，但我们目前的研究表明，两环水平校正表明发生了与普适性的偏差由于模型细节的原因，偏差为20-30%。研究结果以论文形式发表，并在世界各地举行的国际会议和研讨会上做了许多研究报告。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Double-Higgs boson production in the high-energy limit: planar master integrals

高能极限下的双希格斯玻色子产生：平面主积分

DOI：
10.1007/jhep03
发表时间：
2018
期刊：
Journal of High Energy Physics
影响因子：
5.4
作者：
J. Davies;G. Mishima;M. Steinhauser;D. Wellmann
通讯作者：
D. Wellmann

Matching renormalisable couplings between generic theories

匹配泛型理论之间的可重整耦合

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Johannes Braathen;Johannes Braathen;Johannes Braathen;Johannes Braathen;Johannes Braathen
通讯作者：
Johannes Braathen

Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors

DOI：
10.22323/1.390.0051
发表时间：
2020-02
期刊：
Proceedings of 40th International Conference on High Energy physics — PoS(ICHEP2020)
影响因子：
0
作者：
Johannes Braathen;S. Kanemura
通讯作者：
Johannes Braathen;S. Kanemura

On two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors