Модель двух дуплетов Хиггса - Two-Higgs-doublet model - Wikipedia

В настоящее время экспериментальные данные, похоже, хорошо согласуются с предсказаниями Стандартная модель (СМ). Однако существует широко распространенное мнение, что из-за множества оставшихся без ответа вопросов, таких как темная материя, нейтрино массы, проблема иерархии, а сильная CP-проблема, физика за пределами СМ должна существовать. В Модель двух дуплетов Хиггса (2HDM) - одно из простейших расширений СМ.^[1][2] Модели 2HDM - один из естественных вариантов для моделей за пределами SM, содержащих два дублета Хиггса вместо одного. Существуют также модели с более чем двумя дублетами Хиггса, например, три модели дублетов Хиггса и т. Д.^[3]

Добавление второго дублета Хиггса приводит к более богатой феноменологии, поскольку существует пять физических скалярных состояний, а именно: CP даже нейтральный Хиггс бозоны ${\displaystyle h}$ и ${\displaystyle H}$ (куда ${\displaystyle H}$ тяжелее чем ${\displaystyle h}$ условно), CP нечетное псевдоскалярный ${\displaystyle A}$ и два заряженных бозона Хиггса ${\displaystyle H^{\pm }}$. Обнаруженный бозон Хиггса оценивается как CP даже, так что можно отобразить ${\displaystyle h}$ или же ${\displaystyle H}$ с наблюдаемым Хиггсом. Особый случай возникает, когда ${\displaystyle \cos(\beta -\alpha )\rightarrow 0}$, предел выравнивания, в котором более легкий CP даже бозон Хиггса ${\displaystyle h}$ имеет связи в точности как бозон СМ-Хиггса.^[4] В другом пределе такой предел, где ${\displaystyle \sin(\beta -\alpha )\rightarrow 0}$, более тяжелый CP-четный бозон, т.е. ${\displaystyle H}$ SM-подобный, уходящий ${\displaystyle h}$ быть легче открытого Хиггса.

Такая модель может быть описана с помощью шести физических параметров: четырех масс Хиггса (${\displaystyle m_{h},m_{H},m_{A},m_{H^{\pm }}}$), соотношение двух ожидаемые значения вакуума (${\displaystyle \tan \beta }$) и угол смешивания (${\displaystyle \alpha }$), которая диагонализует массовую матрицу нейтральной КП даже Хиггса. SM использует только 2 параметра: массу Хиггса и его ожидаемое значение вакуума.

Классификация

Модели с двумя дублетами Хиггса могут ввести Нейтральные токи, изменяющие вкус которые до сих пор не наблюдались. В Условие Глэшоу-Вайнберга, требуя, чтобы каждая группа фермионов (кварки верхнего типа, кварки нижнего типа и заряженные лептоны) взаимодействовала точно с одним из двух дублетов, достаточно, чтобы избежать предсказания нейтральных токов, изменяющих аромат.

В зависимости от того, какой тип фермионов соединяется с каким дублетом ${\displaystyle \Phi }$, можно разделить модели с двумя дублетами Хиггса на следующие классы:^[5][6]

Тип	Описание	кварки восходящего типа соединяются с	кварки нижнего типа соединяются с	заряженная пара лептонов	замечания
Тип I	Фермиофобный	${\displaystyle \Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{2}}$	заряженные фермионы соединяются только со вторым дублетом
Тип II	MSSM -подобно	${\displaystyle \Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1}}$	${\displaystyle \Phi _{1}}$	кварки верхнего и нижнего типов объединяются в отдельные дублеты
Икс	Лептон-специфичный	${\displaystyle \Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1}}$
Y	Перевернутый	${\displaystyle \Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1}}$	${\displaystyle \Phi _{2}}$
Тип III		${\displaystyle \Phi _{1},\Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1},\Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1},\Phi _{2}}$	Нейтральные токи, изменяющие вкус на уровне дерева
Тип без FCNC		${\displaystyle \Phi _{1},\Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1},\Phi _{2}}$	${\displaystyle \Phi _{1},\Phi _{2}}$	Путем нахождения пары матриц, которые можно диагонализировать одновременно. [7]

Условно, ${\displaystyle \Phi _{2}}$ - дублет, с которым соединяются кварки up-типа.

Рекомендации

1. «Скаляры Хиггса и нелептонные слабые взаимодействия». Кристофер Т. Хилл, (1977); см. стр. 100.
2. Gunion, J .; Х. Э. Габер; Г. Л. Кейн; С. Доусон (1990). Путеводитель по охотникам за Хиггсом. Эддисон-Уэсли.
3. Кеус, Венера; Кинг, Стивен Ф .; Моретти, Стефано (13 января 2014). «Модели трех хиггсовских дублетов: симметрии, потенциалы и массы бозонов Хиггса». Журнал физики высоких энергий. 2014 (1): 52. arXiv:1310.8253. Bibcode:2014JHEP ... 01..052K. Дои:10.1007 / JHEP01 (2014) 052. ISSN  1029-8479. S2CID  118482476.
4. Craig, N .; Galloway, J .; Томас, С. (2013). «В поисках признаков второго дублета Хиггса». arXiv:1305.2424 [геп-ph ].
5. Craig, N .; Томас, С. (2012). «Эксклюзивные сигналы расширенного сектора Хиггса». Журнал физики высоких энергий. 1211 (11): 083. arXiv:1207.4835. Bibcode:2012JHEP ... 11..083C. Дои:10.1007 / JHEP11 (2012) 083. S2CID  119312000.
6. Branco, G.C .; Ferreira, P.M .; Lavoura, L .; Rebelo, M.N .; Шер, Марк; Силва, Жоао П. (июль 2012 г.). «Теория и феноменология моделей двух дублетов Хиггса». Отчеты по физике. Эльзевир. 516 (1): 1–102. arXiv:1106.0034. Bibcode:2012ФР ... 516 .... 1Б. Дои:10.1016 / j.physrep.2012.02.002. S2CID  119214990.
7. Ботелла, Франсиско Дж .; Корнет-Гомес, Фернандо; Небот, Мигель (30.08.2018). «Сохранение вкуса в моделях с двумя дублетами Хиггса». Физический обзор D. 98 (3): 035046. Дои:10.1103 / PhysRevD.98.035046. ISSN  2470-0010.