Modelo de dos dobletes de Higgs

El modelo de doblete de Higgs ( 2HDM ) es una extensión del Modelo Estándar de la física de partículas . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Los modelos 2HDM son una de las opciones naturales para modelos más allá del SM que contienen dos dobletes de Higgs en lugar de solo uno. También hay modelos con más de dos dobletes de Higgs, por ejemplo, modelos de tres dobletes de Higgs, etc. ^{[ 3 ]}

La adición del segundo doblete de Higgs conduce a una fenomenología más rica, ya que hay cinco estados escalares físicos, a saber, los bosones de Higgs neutros CP pares h y H (donde H es más pesado que h por convención), el pseudoescalar CP impar A y dos bosones de Higgs cargados H ^± . Se mide que el bosón de Higgs descubierto es CP par, por lo que se puede mapear h o H con el Higgs observado. Un caso especial ocurre cuando${\displaystyle \cos(\beta -\alpha )\rightarrow 0}$, el límite de alineación, en el que el bosón de Higgs par CP más ligero h tiene acoplamientos exactamente iguales al bosón de Higgs del SM. ^{[ 4 ]} En otro límite, tal límite, donde${\displaystyle \sin(\beta -\alpha )\rightarrow 0}$, el bosón par CP más pesado, es decir H es similar al SM, dejando a h como el más ligero que el Higgs descubierto; sin embargo, los experimentos han apuntado fuertemente hacia un valor para${\displaystyle \sin(\beta -\alpha )}$eso es cercano a 1. ^{[ 5 ]}

Dicho modelo puede describirse en términos de seis parámetros físicos: cuatro masas de Higgs (${\displaystyle m_{\rm {h}},m_{\rm {H}},m_{\rm {A}},m_{\mathrm {H} ^{\pm }}}$), la relación de los dos valores esperados del vacío (${\displaystyle \tan \beta }$) y el ángulo de mezcla (${\displaystyle \alpha }$) que diagonaliza la matriz de masas de los bosones de Higgs CP pares neutros. El Modelo Estándar utiliza solo 2 parámetros: la masa del bosón de Higgs y su valor esperado en el vacío.

Las masas de los bosones H y A podrían ser inferiores a 1 TeV y el experimento CMS ha realizado búsquedas en este rango, pero no se ha observado ningún exceso significativo por encima de la predicción del modelo estándar. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Los modelos de doblete de Higgs pueden introducir corrientes neutras con cambio de sabor que no se han observado hasta ahora. La condición de Glashow-Weinberg , que exige que cada grupo de fermiones (quarks de tipo up, quarks de tipo down y leptones cargados) se acople exactamente a uno de los dos dobletes, es suficiente para evitar la predicción de corrientes neutras con cambio de sabor.

Dependiendo de qué tipo de fermiones se acoplan a qué doblete${\displaystyle \Phi }$, se pueden dividir los modelos de doblete de Higgs en las siguientes clases: ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Por convención,${\displaystyle \Phi _{2}}$es el doblete al que se acoplan los quarks de tipo up.

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