Gauge-invariant description of the Higgs resonance and its phenomenological implications
Gauge-invariant description of the Higgs resonance and its phenomenological implications
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希格斯共振的规范不变描述及其现象学含义
DOI：
10.1103/physrevd.102.113001
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发表时间：
--
影响因子：
5
通讯作者：
René Sondenheimer
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Axel Maas;René Sondenheimer
我们调查的希格斯粒子的严格规范不变制定的现象学后果。这就需要用束缚态结构来描述可观测的标量粒子。虽然乍一看这似乎与电弱粒子物理学的一般处理方法不一致，但由于Fröhlich-Morchio-Strocchi（FMS）框架，束缚态的性质可以用微扰的方式描述。特别是束缚态Higgs和基本Higgs场之间的关系得到withingaugges，使传统的描述的主要定量性质重现在FMS展开的领导秩序。超越主导阶，我们证明了基本传播子和束缚态传播子的极点结构与微扰展开中的所有阶一致。然而，包含离壳层希格斯贡献的散射振幅的微小偏差可以由内部束缚态结构引起。我们进行了一致的扰动处理FMS扩展中的所有订单，以量化这种偏差，并演示如何规范不变的表达式安排在一个自然的方式在一个循环的水平。这也提供了一个规范不变的希格斯谱函数，它不会受到正性违反或非物理阈值的困扰。此外，从规范不变的束缚态中提取的质量与其基本对应物相比，仅对单圈阶的新物理的尺度具有几何敏感性。
We investigate the phenomenological consequences of a strict gauge-invariant formulation of the Higgs particle. This requires a description of the observable scalar particle in terms of a bound state structure. Although this seems to be at odds with the common treatment of electroweak particle physics at first glance, the properties of the bound state can be described in a perturbative fashion due to the Fröhlich-Morchio-Strocchi (FMS) framework. In particular a relation between the bound-state Higgs and the elementary Higgs field is obtained withingauges such that the main quantitative properties of the conventional description reappear in leading order of the FMS expansion. Going beyond leading order, we show that the pole structure of the elementary and the bound-state propagator coincide to all orders in a perturbative expansion. However, slight deviations of scattering amplitudes containing off-shell Higgs contributions can be caused by the internal bound state structure. We perform a consistent perturbative treatment to all orders in the FMS expansion to quantify such deviations and demonstrate how gauge-invariant expressions arrange in a natural way at the one-loop level. This also provides a gauge-invariant Higgs spectral function which is not plagued by positivity violations or unphysical thresholds. Furthermore, the mass extracted from the gauge-invariant bound state is only logarithmically sensitive to the scale of new physics at one-loop order in contrast to its elementary counterpart.
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