Strong dynamics as an origin of the light Higgs boson and phenomena beyond the standard model

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14714
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Yagyu Kei 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (30825097)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: CP対称性の破れ / 複合ヒッグス / 強結合

Outline of Final Research Achievements

We have studied the phenomenological properties of violation of the CP symmetry (CPV) in the composite 2-Higgs Doublet model based on the global symmetry breaking SO(6)→SO(4)×SO(2). In this scenario, the CPV is predicted for the Yukawa interaction and the Higgs potential at low energies due to non-trivial complex phases originating from the strongly coupled sector. Under the constraints of existing experiments such as the electroweak precision measurements, the Higgs boson mass, coupling constants, and decay branching ratios are calculated ,and correlations among them are investigated. In particular, we have shown that the decay branching ratios of two additional neutral Higgs bosons to weak boson pairs can be at most a few percent at the same time, indicating that the CPV can be tested by collider experiments.

Free Research Field

素粒子理論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電弱対称性の自発的破れは、暫定的には素粒子の標準模型（SM）で仮定されるヒッグスポテンシャルにより誘起されると考えられているが、その背後にはポテンシャルを力学的に生成する機構が存在すると期待されている。一方でCP対称性の破れ(CPV)は宇宙のバリオン数非対称性を説明する上で重要な要素の一つであるが、SMの枠内ではその量が不十分であることが知られている。本課題は、上記の問題を「テラスケールにおける強結合の物理」という共通のキーワードで解決する試みである。実際に、強結合セクターを起源として、CPVを伴うヒッグスセクターを具体的に構築・計算し、バリオン数生成の問題を解決する新たな方向性を示した。