Modelo de dos dobletes de Higgs

El modelo de dos dobletes de Higgs ( 2HDM ) es una extensión del modelo estándar de física de partículas . ^{[1] [2]} Los modelos 2HDM son una de las opciones naturales para los modelos más allá de SM que contienen dos dobletes de Higgs en lugar de solo uno. También hay modelos con más de dos dobletes de Higgs, por ejemplo modelos de tres dobletes de Higgs, etc. ^[3]

La adición del segundo doblete de Higgs conduce a una fenomenología más rica, ya que hay cinco estados escalares físicos, a saber, los bosones de Higgs h y H neutros pares CP (donde H es más pesado que h por convención), el pseudoescalar impar A CP y dos cargados. Bosones de Higgs H ^± . El bosón de Higgs descubierto se mide como CP par, por lo que se puede mapear h o H con el Higgs observado. Un caso especial ocurre cuando , el límite de alineación, en el que el CP más ligero, incluso el bosón de Higgs h, tiene acoplamientos exactamente como el bosón SM-Higgs. ^[4] En otro límite, donde , el bosón par CP más pesado, es decir, H, es similar a SM, dejando a h como el más ligero que el Higgs descubierto; sin embargo, es importante tener en cuenta que los experimentos han apuntado fuertemente hacia un valor cercano a 1. ^[5] ${\displaystyle \cos(\beta -\alpha )\rightarrow 0}$ ${\displaystyle \sin(\beta -\alpha )\rightarrow 0}$ ${\displaystyle \sin(\beta -\alpha )}$

Tal modelo se puede describir en términos de seis parámetros físicos: cuatro masas de Higgs ( ), la relación de los dos valores esperados de vacío ( ) y el ángulo de mezcla ( ) que diagonaliza la matriz de masa del CP neutro, incluso Higgs. El SM utiliza sólo 2 parámetros: la masa del Higgs y su valor esperado de vacío. ${\displaystyle m_{\rm {h}},m_{\rm {H}},m_{\rm {A}},m_{\mathrm {H} ^{\pm }}}$ ${\displaystyle \tan \beta }$ ${\displaystyle \alpha }$

Las masas de los bosones H y A podrían estar por debajo de 1 TeV y el CMS ha realizado búsquedas en este rango, pero no se ha observado un exceso significativo por encima de la predicción del modelo estándar. ^{[6] [7]}

Clasificación

Los modelos de dos dobletes de Higgs pueden introducir corrientes neutras que cambian el sabor y que no se han observado hasta ahora. La condición de Glashow-Weinberg, que requiere que cada grupo de fermiones (quarks de tipo arriba, quarks de tipo abajo y leptones cargados) se acople exactamente a uno de los dos dobletes, es suficiente para evitar la predicción de corrientes neutras que cambian el sabor.

Dependiendo de qué tipo de fermiones se acople a qué doblete , se pueden dividir los modelos de dos dobletes de Higgs en las siguientes clases: ^{[8] [9]} ${\displaystyle \Phi }$

Por convención, es el doblete al que se acoplan los quarks de tipo up. ${\displaystyle \Phi _{2}}$

Ver también

• Alternativas al modelo estándar de Higgs
• Modelos compuestos de Higgs
• Preón

Referencias

1. "Los escalares de Higgs y las interacciones débiles no leptónicas", Christopher T. Hill , (1977); ver pág. 100.
2. Gunión, J.; SE Haber; GL Kane; S. Dawson (1990). La guía de los cazadores de Higgs . Addison-Wesley.
3. Keus, Venus; Rey, Stephen F.; Moretti, Stefano (13 de enero de 2014). "Modelos de tres dobletes de Higgs: simetrías, potenciales y masas del bosón de Higgs". Revista de Física de Altas Energías . 2014 (1): 52. arXiv : 1310.8253 . Código Bib : 2014JHEP...01..052K. doi :10.1007/JHEP01(2014)052. ISSN  1029-8479. S2CID  118482476.
4. Craig, N.; Galloway, J.; Thomas, S. (2013). "Búsqueda de signos del segundo doblete de Higgs". arXiv : 1305.2424 [hep-ph].
5. Colaboración, CMS (2019). "Medidas combinadas de acoplamientos del bosón de Higgs en colisiones protón-protón en √s = 13 TeV". La revista física europea C. 79 (5): 421. arXiv : 1809.10733 . doi :10.1140/epjc/s10052-019-6909-y. PMC 6528832 . PMID  31178657. 
6. "A la caza de los hermanos del bosón de Higgs con quarks superiores | Experimento CMS". cms.cern . Consultado el 2 de septiembre de 2023 .
7. "CMS-PAS-TOP-22-010". cms-resultados.web.cern.ch . Consultado el 2 de septiembre de 2023 .
8. Craig, N.; Thomas, S. (2012). "Señales exclusivas de un sector de Higgs extendido". Revista de Física de Altas Energías . 1211 (11): 083. arXiv : 1207.4835 . Código Bib : 2012JHEP...11..083C. doi :10.1007/JHEP11(2012)083. S2CID  119312000.
9. Branco, GC; Ferreira, PM; Lavoura, L.; Rebelo, MN; Sher, Marc; Silva, João P. (julio de 2012). "Teoría y fenomenología de los modelos de dos dobletes de Higgs". Informes de Física . 516 (1). Elsevier: 1–102. arXiv : 1106.0034 . Código Bib : 2012PhR...516....1B. doi :10.1016/j.physrep.2012.02.002. S2CID  119214990.
10. Botella, Francisco J.; Cornet-Gómez, Fernando; Nebot, Miguel (30-08-2018). "Conservación del sabor en modelos de dos dobletes de Higgs". Revisión física D. 98 (3): 035046. arXiv : 1803.08521 . Código bibliográfico : 2018PhRvD..98c5046B. doi : 10.1103/PhysRevD.98.035046 . ISSN  2470-0010.