Determining the structure of the Higgs sector by precisely evaluating constraints of perturbative unitarity

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令和4年度は、有力な拡張ヒッグスモデルのすべての付加的ヒッグス粒子（CP対称性偶のヒッグス粒子、CP対称性奇のヒッグス粒子、荷電ヒッグス粒子）のすべての崩壊モードを電弱量子補正とQCD補正の効果を含めて理論計算し、その数値計算のプログラム群を作成する工程を行った。対象としたモデルは、アイソスピン２重項スカラー場２つで構成されるモデル「Two Higgs doublet model (THDM)」、付加的離散対称性について奇電荷を持つ２重項スカラー場１つが追加されているモデル「Inert Doublet model(IDM)」、アイソスピン１重項スカラー場が１つ追加されているモデル「Higgs Singlet model (HSM)」である。特にスカラー粒子が２つのスカラー粒子に崩壊する過程では、３種類の繰り込みスキームでの計算を取り入れ解析的公式を導出し、数値計算コードに組み込んだ。また、IDMは最も軽い離散対称性奇のスカラー粒子が暗黒物質候補になり得るため、発見された125GeVヒッグス粒子がその暗黒物質候補に崩壊する過程（invisible崩壊）についても計算した。また、すべてのモデルの解析において理論的制限（摂動ユニタリティ、真空安定性からの制限）を評価できるようにプログラムを作成した。プログラム群については令和５年度中に完成させ、素粒子物理学のコミュニティに向けて公開予定である。本研究の段階的な結果について、日本物理学会2022年秋季大会、国際会議「Physics in LHC and Beyond」にて成果発表した。