Published May 14, 2024
| Version v1
Publication
Open
Exploring correlations between HEFT Higgs couplings $$\kappa _V$$ and $$\kappa _{2V}$$ via HH production at $$e^+e^-$$ colliders
- 1. Autonomous University of Madrid
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. Universidad Nacional de La Plata
Description
Abstract In this work we explore the phenomenological implications at future $$e^+e^-$$ e + e - colliders of assuming anomalous couplings of the Higgs boson to gauge bosons HVV and HHVV $$(V=W,Z)$$ ( V = W , Z ) given by the $$\kappa $$ κ -modifiers with respect to the Standard Model couplings, $$\kappa _V$$ κ V and $$\kappa _{2V},$$ κ 2 V , respectively. For this study we use the Higgs Effective Field Theory (HEFT) where these two $$\kappa $$ κ parameters are identified with the two most relevant effective couplings at leading order, concretely $$a=\kappa _V$$ a = κ V and $$b=\kappa _{2V}.$$ b = κ 2 V . Our focus is put on these two couplings and their potential correlations which we believe carry interesting information on the underlying ultraviolet theory. The particular studied process is $$e^+e^- \rightarrow HH \nu \bar{\nu },$$ e + e - → H H ν ν ¯ , where the vector boson scattering subprocess $$WW \rightarrow HH$$ W W → H H plays a central role, specially at the largest planned energy colliders. Our detailed study of this process as a function of the energy and the angular variables indicates that the produced Higgs bosons in the BSM scenarios will have in general a high transversality as compared to the SM case if $$\kappa _V^2 \ne \kappa _{2V}.$$ κ V 2 ≠ κ 2 V . In order to enhance the sensitivity to these HEFT parameters $$\kappa _V$$ κ V and $$\kappa _{2V}$$ κ 2 V and their potential correlations we propose here some selected differential cross sections for the $$e^+e^- \rightarrow HH \nu \bar{\nu }$$ e + e - → H H ν ν ¯ process, where different kinematic properties of the BSM case with respect to the SM are manifested. Finally, we will focus on the dominant Higgs decays to $$b {\bar{b}}$$ b b ¯ pairs leading to final events with 4 b -jets and missing transverse energy from the undetected neutrinos and will provide the expected accessibility to the $$(\kappa _V,\kappa _{2V})$$ ( κ V , κ 2 V ) effective couplings and their potential correlations. In our study we will consider the three projected energies for $$e^+e^-$$ e + e - colliders of 500 GeV, 1000 GeV and 3000 GeV.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص في هذا العمل، نستكشف الآثار الظاهرية في المستقبل $$e ^+ e ^-$$ e + e - المصادمات التي تفترض قارنات شاذة لبوزون هيغز لقياس البوزونات HVV و HHVV $$( V=W,Z )$$( V = W , Z ) التي تقدمها $$\ kappa $$ κ - modifiers فيما يتعلق بقارنات النموذج القياسي، $$\ kappa _V $κ V و $\kappa _{ 2V}،$$ κ 2 V ، على التوالي. في هذه الدراسة، نستخدم نظرية هيغز للمجال الفعال (HEFT) حيث يتم تحديد هذين المعيارين $$\ kappa $$ κ مع اثنين من الاقتران الفعال الأكثر صلة بالترتيب الرئيسي، بشكل ملموس $$a =\kappa _V$$ a = κ V و $$b =\kappa _{ 2V}.$$ b = κ 2 V . ينصب تركيزنا على هذين الاقترانين وارتباطاتهما المحتملة التي نعتقد أنها تحمل معلومات مثيرة للاهتمام حول النظرية الأساسية للأشعة فوق البنفسجية. العملية المحددة التي تمت دراستها هي $$e ^+e^-\ rightarrow HH \nu \bar {\ nu }،$$ e + e - → H H H ν ¯ ، حيث تلعب العملية الفرعية لتشتت بوزون المتجه $$WW \rightarrow HH$$ W W → H H دورًا مركزيًا، خاصة في أكبر مصادمات الطاقة المخطط لها. تشير دراستنا التفصيلية لهذه العملية كدالة للطاقة والمتغيرات الزاوية إلى أن بوزونات هيغز المنتجة في سيناريوهات BSM سيكون لها بشكل عام عرضية عالية مقارنة بحالة SM إذا $$\ kappa _V^2\ ne \kappa _{2V}.$$ κ V 2 ≥ κ 2 V . من أجل تعزيز الحساسية لمعلمات الارتفاع هذه $$\ kappa _V$$ κ V و $$\ kappa _{ 2V }$$ κ 2 V وارتباطاتها المحتملة، نقترح هنا بعض المقاطع العرضية التفاضلية المحددة لعملية $$e ^+ e ^-\ rightarrow HH\ nu \bar {\ nu}$$ e + e - → H H H ν ¯ ، حيث تتجلى الخصائص الحركية المختلفة لحالة BSM فيما يتعلق بـ SM. أخيرًا، سنركز على اضمحلال هيغز المهيمن إلى $$b {\bar{b}}$$ b b ¯ أزواج تؤدي إلى أحداث نهائية مع 4 b - jets وطاقة عرضية مفقودة من النيوترونات غير المكتشفة وسنوفر إمكانية الوصول المتوقعة إلى $$(\ kappa _V,\kappa _{ 2V })$( κ V , κ 2 V ) وصلات فعالة وارتباطاتها المحتملة. في دراستنا، سننظر في الطاقات الثلاث المتوقعة لـ $$e^+ e^-$$ e + e - مصادمات 500 GeV و 1000 GeV و 3000 GeV.Translated Description (French)
Résumé Dans ce travail, nous explorons les implications phénoménologiques à venir $$e^+e^-$$ e + e - des collisionneurs supposant des couplages anormaux du boson de Higgs pour évaluer les bosons HVV et HHVV $$(V=W,Z)$$ ( V = W , Z ) donnés par les modificateurs $ $\kappa $ $ κ par rapport aux couplages du modèle standard, $$\kappa _V$$ κ V et $$\kappa _{2V},$$ κ 2 V , respectivement. Pour cette étude, nous utilisons la théorie du champ effectif de Higgs (HEFT) où ces deux paramètres $ $\kappa $ $ κ sont identifiés avec les deux couplages effectifs les plus pertinents à l'ordre de tête, concrètement $$ a =\kappa _V$$ a = κ V et $$b=\kappa _{2V}.$$ b = κ 2 V . Nous nous concentrons sur ces deux couplages et leurs corrélations potentielles qui, selon nous, contiennent des informations intéressantes sur la théorie sous-jacente de l'ultraviolet. Le processus étudié particulier est $$e^+e^- \rightarrow HH \nu \bar{\nu },$$ e + e - → H H ν ν ¯ , où le sous-processus de diffusion de bosons vectoriels $$WW \rightarrow HH$$ W W → H H joue un rôle central, en particulier dans les plus grands collisionneurs d'énergie planifiés. Notre étude détaillée de ce processus en fonction de l'énergie et des variables angulaires indique que les bosons de Higgs produits dans les scénarios BSM auront en général une transversalité élevée par rapport au cas SM si $$\kappa _V^2 \ne \kappa _{2V}.$$ κ V 2 ≠ κ 2 V . Afin d'améliorer la sensibilité à ces paramètres de HEFT $$\kappa _V$$ κ V et $$\kappa _{2V}$$ κ 2 V et leurs corrélations potentielles, nous proposons ici quelques sections efficaces différentielles sélectionnées pour le processus $$e^+e^- \rightarrow HH\ nu\ bar{\nu }$$ e + e - → H H ν ν ¯ , où différentes propriétés cinématiques du cas BSM par rapport au SM sont manifestées. Enfin, nous nous concentrerons sur la désintégration du Higgs dominant en paires $$b {\bar{b}}$$ b b ¯ conduisant à des événements finaux avec 4 b -jets et une énergie transversale manquante des neutrinos non détectés et fournirons l'accessibilité attendue aux couplages efficaces $$(\kappa _V,\kappa _{2V})$$ ( κ V , κ 2 V ) et à leurs corrélations potentielles. Dans notre étude, nous examinerons les trois énergies projetées pour $$e^+e^-$$ e + e - collisionneurs de 500 GeV, 1000 GeV et 3000 GeV.Translated Description (Spanish)
Resumen En este trabajo exploramos las implicaciones fenomenológicas en futuros $$e^+e^-$$ e + e - colisionadores de asumir acoplamientos anómalos del bosón de Higgs para medir bosones HVV y HHVV $$(V=W,Z)$$ ( V = W , Z ) dados por los $$\kappa $$ κ -modificadores con respecto a los acoplamientos del Modelo Estándar, $$\kappa _V$$ κ V y $$\kappa _{2V},$$ κ 2 V , respectivamente. Para este estudio utilizamos la Teoría de Campo Efectivo de Higgs (HEFT) donde estos dos parámetros $ $\kappa $ $ κ se identifican con los dos acoplamientos efectivos más relevantes en el orden inicial, concretamente $$ a =\kappa _V$$ a = κ V y $$b=\kappa _{2V}.$$ b = κ 2 V. Nos centramos en estos dos acoplamientos y sus posibles correlaciones, que creemos que contienen información interesante sobre la teoría ultravioleta subyacente. El proceso particular estudiado es $$e^+e^- \rightarrow HH \nu \bar{\nu },$$ e + e - → H H ν ν ¯ , donde el subproceso de dispersión de bosones vectoriales $$WW \rightarrow HH$$ W W → H H juega un papel central, especialmente en los colisionadores de energía planificados más grandes. Nuestro estudio detallado de este proceso en función de la energía y las variables angulares indica que los bosones de Higgs producidos en los escenarios BSM tendrán en general una alta transversalidad en comparación con el caso SM si $$\kappa _V^2 \ne \kappa _{2V}.$$ κ V 2 ≠ κ 2 V. Para mejorar la sensibilidad a estos parámetros HEFT $$\kappa _V$$ κ V y $$\kappa _{2V}$$ κ 2 V y sus correlaciones potenciales, proponemos aquí algunas secciones transversales diferenciales seleccionadas para el proceso $$e^+e^- \rightarrow HH\ nu\ bar{\nu }$$ e + e - → H H ν ν ¯ , donde se manifiestan diferentes propiedades cinemáticas del caso BSM con respecto al SM. Finalmente, nos centraremos en las desintegraciones de Higgs dominantes a $$b {\bar{b}}$$ b b ¯ pares que conducen a eventos finales con 4 chorros b y falta de energía transversal de los neutrinos no detectados y proporcionarán la accesibilidad esperada a los acoplamientos efectivos $$(\kappa _V,\kappa _{2V})$$ ( κ V , κ 2 V ) y sus correlaciones potenciales. En nuestro estudio consideraremos las tres energías proyectadas para $$e^+e^-$$ e + e - colisionadores de 500 GeV, 1000 GeV y 3000 GeV.Files
s10052-024-12815-5.pdf.pdf
Files
(3.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d176088447d75a55ab0a6c4368a5b89b
|
3.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- استكشاف الارتباطات بين وصلات HEFT Higgs $$\ kappa _V$$ و $$\ kappa _{2V }$ عبر إنتاج HH بسعر $$e^+e ^-$$ colliders
- Translated title (French)
- Explorer les corrélations entre les couplages de HEFT Higgs $$\kappa _V$ $ et $ $\kappa _{2V}$$ via la production HH à $$e^+e^-$$ collisionneurs
- Translated title (Spanish)
- Explorando las correlaciones entre los acoplamientos HEFT Higgs $$\kappa _V$$ y $$\kappa _{2V}$$ a través de la producción HH en $$e^+e^-$$ colisionadores
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4396895227
- DOI
- 10.1140/epjc/s10052-024-12815-5
References
- https://openalex.org/W1858542512
- https://openalex.org/W1990203542
- https://openalex.org/W1992396433
- https://openalex.org/W2001509010
- https://openalex.org/W2014935561
- https://openalex.org/W2016631558
- https://openalex.org/W2018548893
- https://openalex.org/W2022778241
- https://openalex.org/W2026648022
- https://openalex.org/W2030695445
- https://openalex.org/W2045233205
- https://openalex.org/W2057519093
- https://openalex.org/W2064589495
- https://openalex.org/W2097971606
- https://openalex.org/W2110999179
- https://openalex.org/W2122360507
- https://openalex.org/W2128409174
- https://openalex.org/W2155604335
- https://openalex.org/W2156207189
- https://openalex.org/W2167727518
- https://openalex.org/W2215619802
- https://openalex.org/W2511942792
- https://openalex.org/W2734983545
- https://openalex.org/W2963002078
- https://openalex.org/W2978291699
- https://openalex.org/W3021625395
- https://openalex.org/W3048128720
- https://openalex.org/W3101099103
- https://openalex.org/W3102134862
- https://openalex.org/W3109675964
- https://openalex.org/W3124253408
- https://openalex.org/W3141970207
- https://openalex.org/W3186653885
- https://openalex.org/W4205137002
- https://openalex.org/W4294770697
- https://openalex.org/W4307715480
- https://openalex.org/W4308280451
- https://openalex.org/W4312191524
- https://openalex.org/W4372357222
- https://openalex.org/W4377115376
- https://openalex.org/W4383619819
- https://openalex.org/W4386448238
- https://openalex.org/W4388453354
- https://openalex.org/W4388968854