주요 힉스 보존 생성 과정과 붕괴 매커니즘

1. 힉스 보존 생성 과정

모든 자료의 출처는 pdg(https://pdg.lbl.gov/) 이며, 공부하면서 정리하는 자료입니다.

All contents are from pdg. Below things are for my study.

 

하드론 충돌기 실험(Tevatron, LHC)에서의 힉스 보존의 주 생성 매커니즘은 다음과 같다.

 

1. gluon fusion(ggF)

 

2. weak-boson fusion(VBF)

3. associated production with a gauge boson(VH)

4. associated production with a pair of \(t \bar{t} \) quarks (t tbar H)

or associated production with a single top quark (tHq)

 

2. 힉스 보존의 질량이 \(m_H = 125 GeV\)일 때, 각 생성 과정의 cross section(production cross section)

추가 설명:

NLO : next order

NNLO : next to next order

N3LO : next to next to next to leading order

섭동(perturbative)이론에서 order 항을 몇 개까지 고려하는지의 차이이다. 

3. 충돌실험의 center or mass(\(\sqrt s \)) 에 따른, production cross section 이론값(\(m_H=125GeV\))일 때

4. \(m_H=125GeV) 근처의 질량을 힉스가 가질 때, 붕괴 확률(branch ratio)

띠 형태의 의미는 불확실성을 의미한다.

구체적 수치는 아래와 같다.

 CERN 에서 다음과 같은 힉스 붕괴 채널을 중요하게 다룬다. 

$$H \rightarrow W^+ W^- \rightarrow l^+ \nu_l l^{'-} \bar\nu_{l'}$$

$$H \rightarrow ZZ^* \rightarrow 4 \; leptons$$

$$H \rightarrow \gamma \gamma$$

$$H \rightarrow b \bar b$$

$$H \rightarrow \tau^+ \tau^-$$