ヒッグスセクターの理論的研究と加速器実験による次世代ラグランジアンの決定

二つの方向からヒッグスセクターの構造に関する研究を行った。研究Ａでは、国際線形加速器（ILC）実験での発見されたヒッグスボソンhの崩壊分岐比精密測定を用いて最小超対称標準模型（MSSM）に含まれる付加的ヒッグスボソンの質量(mA)を間接的にどこまで探索可能かを研究した。MSSMでは、ヒッグスボソン結合定数は超対称粒子がループする効果によって標準理論の予言からずれる。特に、ノンホロモロフィックな輻射補正を含むhbb結合等のずれはmAが固定されているならば超対称粒子が重い極限でも消滅しない。我々はその効果に着目し、同じプロセスで生成されるh→bbとh→WWの崩壊分岐比の比R[bb/WW]を数値的に輻射補正の効果を含めて計算し、mAとtanβ依存性を評価した。ILCの崩壊分岐比精密測定を用いると数TeVという領域までmAを間接的に調べられる可能性があることがわかった。研究Ｂでは、ヒッグスセクターの構造が全くわからない今、様々な可能性を考えるべきであるという方針に基づき、いくつかの基本的かつ重要な拡張ヒッグスセクターについて加速器実験での検証方法について調べている。本年度は、アイソスピン二重項場に加え一重項場をもつヒッグス一重項模型（HSM）に焦点を当てた。質量殻くりこみ法でhVV(V=W,Z), hff(f=t,b,τ)結合を１ループレベルで計算し、輻射補正の効果によってツリーレベル（摂動の最低次）の予言に最大２％弱の補正が加わることを示した。さらに、アイソスピン二重項場が二つ含まれる模型とHSMのhZZ、hbb、hγγ結合のずれのパターンを１ループレベルで評価し、将来の高輝度LHC実験やILC実験でのヒッグス結合精密測定によって２つの模型を識別できるパラメーター領域を示した。ＡとＢの研究についてそれぞれ論文にまとめた（Ａ：Int. J. Mod. Phys. A 30, no. 33, 1550192 (2015)、Ｂ：Nuclear Physics Bへの掲載が決定した）。

二つの方向からヒッグスセクターの構造に関する研究を行った。研究Ａでは、国際線形加速器（ILC）実験での発見されたヒッグスボソンhの崩壊分岐比精密測定を用いて最小超対称標準模型（MSSM）に含まれる付加的ヒッグスボソンの質量(mA)を間接的にどこまで探索可能かを研究した。MSSMでは、ヒッグスボソン結合定数は超対称粒子がループする効果によって標準理論の予言からずれる。特に、ノンホロモロフィックな輻射補正を含むhbb結合等のずれはmAが固定されているならば超対称粒子が重い極限でも消滅しない。我々はその効果に着目し、同じプロセスで生成されるh→bbとh→WWの崩壊分岐比の比R[bb/WW]を数値的に輻射補正の効果を含めて計算し、mAとtanβ依存性を評価した。ILCの崩壊分岐比精密測定を用いると数TeVという領域までmAを間接的に調べられる可能性があることがわかった。研究Ｂでは、ヒッグスセクターの構造が全くわからない今、様々な可能性を考えるべきであるという方針に基づき、いくつかの基本的かつ重要な拡張ヒッグスセクターについて加速器実験での検証方法について調べている。本年度は、アイソスピン二重項場に加え一重項場をもつヒッグス一重項模型（HSM）に焦点を当てた。質量殻くりこみ法でhVV(V=W,Z), hff(f=t,b,τ)結合を１ループレベルで計算し、輻射補正の効果によってツリーレベル（摂動の最低次）の予言に最大２％弱の補正が加わることを示した。さらに、アイソスピン二重項場が二つ含まれる模型とHSMのhZZ、hbb、hγγ結合のずれのパターンを１ループレベルで評価し、将来の高輝度LHC実験やILC実験でのヒッグス結合精密測定によって２つの模型を識別できるパラメーター領域を示した。ＡとＢの研究についてそれぞれ論文にまとめた（Ａ：Int. J. Mod. Phys. A 30, no. 33, 1550192 (2015)、Ｂ：Nuclear Physics Bへの掲載が決定した）。