[00143267]次最小超对称模型在LHC上的唯象学研究

2011年12月13日,LHC实验的ATLAS组和CMS组公布其寻找Higgs粒子的最新结果,各种迹象均表明Higgs粒子的存在,而且质量约为125GeV。受此启发,我们系统讨论 Higgs 粒子质量对MSSM和NMSSM的影响（见 JHEP 1203 （2012） 086）,研究发现 （1）在MSSM中,125GeV Higgs质量会对模型中第三代标量夸克部分给以很强的限制。 （2）在NMSSM框架下,我们用解析的方法演示该模型会在树图层次抬高Higgs粒子质量,并且单态场和二重态场的混合也会影响Higgs粒子质量。作为后果,若最轻的CP-even Higgs态是类标准模型Higgs粒子,则第三代标量夸克部分将受到很强的限制;而若次轻的CP-even Higgs态为类标准模型Higgs粒子时,该质量可以对NMSSM参数空间没有限制,并且此时理论不需要精细调节问题。该研究成果是国际上最早讨论Higgs粒子质量对MSSM和NMSSM影响的论文之一,极大地推动了国际理论物理界对NMSSM开展研究的热潮。目前该论文已被引用280次（INSIRE数据库统计,下同）。在超对称框架下讨论125 GeV Higgs的论文中,该引用次数居第四位（前三位分别为L. J. Hall et.al.,arXiv：1112.2703;M. Carenaet. al.,arXiv:1112.3336;A. Djouadiet. al.,arXiv：1112.3028）。该研究成果在2013年被中国科学技术信息研究所评为 2012年度“中国百篇最具影响国际学术论文”,2014年被ESI数据库评为“Highly Cited Paper”。 受LHC寻找Higgs粒子实验结果启发,我们在受限的超对称模型下研究类标准模型Higgs粒子质量（见Phys.Lett.B710（2012）665-670）。当考虑各种限制,尤其是μ反常磁矩实验和Bs →μ+μ‐实验,我们发现无论是CMSSM模型还是NUHM2模型,其预言的类标准模型Higgs粒子质量上囿于124GeV。这意味着如果Higgs粒子质量确实位于125GeV,那么受限的超对称模型将与LHC实验不一致,或者说引力诱导的超对称破缺机制可能是不正确的。与已有CMSSM工作相比,我们的研究结论基于最新的实验结果（如LHC寻找超粒子实验结果、 Bs →μ+μ‐结果等）、大量的参数扫描,因此考虑的更全面系统。而关于NUHM2的结果,则目前尚无类似讨论。我们的论文是国际上最早对受限超对称模型做出否定的论文之一,目前此结论已得到理论物理学家和实验物理学家的公认。目前该论文已被引用132次,2013年被中国科学技术信息研究所评为2012年度“中国百篇最具影响国际学术论文”,2014年被ESI数据库评为“Highly Cited Paper”。 同时,我们利用LHC上Higgs实验数据,对不同超对称模型,如受限超对称模型（CMSSM）、最小超对称模型（MSSM）、次最小超对称模型（NMSSM）以及近最小超对称标准模型（nMSSM）开展Higgs数据整体拟合和比较（见JHEP 1210 （2012） 079）。研究发现： （1）CMSSM不能与Higgs数据较好地符合,但是由于Higgs数据存在较大误差,该模型不能被完全排除。 （2）MSSM和NMSSM都能很好地解释LHC寻找Higgs粒子的结果。但是MSSM需要引入较严重的精细调节问题解释数据,而NMSSM有更大的自由度解释数据。 （3）在nMSSM中,由于Higgs粒子主要以奇异的方式衰变,在3σ层次该模型已被排除。该项研究工作是国际上较早对超对称模型开展Higgs数据整体拟合的文章,得到了国内外同行的广泛关注。目前该论文已被引用129次,2014年被ESI数据库评为“Highly Cited Paper”。 结合LHC上Higgs实验结果,我们对MSSM和NMSSM中Higgs对产生过程进行仔细研究（见JHEP1304（2013）134）。研究发现在实验允许的参数空间,传统的超对称模型对该过程产生截面的预言可以比标准模型预言高一个量级。该项研究工作是Higgs粒子发现以后,国际上最早在超对称框架下对Higgs对产生过程开展研究的论文。目前该论文已被引用60次。