Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Exploring the Gauge Sector of a Composite Two-Higgs Doublet Model

Warnerbring, Adam LU (2021) FYTK02 20211
Theoretical Particle Physics
Abstract
In this bachelor thesis we investigate the gauge sector of a specific composite two-Higgs doublet model, allowing more freedom for the gauge couplings and compositeness scales. From the underlying parameters we generate model realisations with the correct top mass, Higgs mass and electroweak vacuum expectation value, that satisfy theoretical constraints such as unitarity and perturbativity. We also use collider data from LEP, LHC and the Tevatron to put experimental constraints on the model realisations. We study how the properties of the resulting models depend on the underlying parameters in the gauge sector and identify interesting regions where the mass differences of the heavy Higgs bosons are large such that H --> A Z decays are... (More)
In this bachelor thesis we investigate the gauge sector of a specific composite two-Higgs doublet model, allowing more freedom for the gauge couplings and compositeness scales. From the underlying parameters we generate model realisations with the correct top mass, Higgs mass and electroweak vacuum expectation value, that satisfy theoretical constraints such as unitarity and perturbativity. We also use collider data from LEP, LHC and the Tevatron to put experimental constraints on the model realisations. We study how the properties of the resulting models depend on the underlying parameters in the gauge sector and identify interesting regions where the mass differences of the heavy Higgs bosons are large such that H --> A Z decays are possible. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
En partikelfysikers mål är att beskriva universums minsta beståndsdelar. Den hittills mest framgångsrika modellen i partikelfysik kallas standardmodellen, vilken beskriver tre av de fyra kända krafterna samt alla funna elementarpartiklar. Den sista partikeln, som upptäcktes 2012, är Higgspartikeln. Denna partikel spelar en viktig roll i standardmodellen eftersom den ser till att de andra partiklarna får sin massa.

Trots att standardmodellen på många sätt fungerar väl finns starka indikationer på att den inte är komplett. Genom att studera galaxers rotation har det framkommit att de måste innehålla mer massa än vad som syns vid direkta observationer. Denna materia kallas mörk materia och kan i nuläget inte kan förklaras av... (More)
En partikelfysikers mål är att beskriva universums minsta beståndsdelar. Den hittills mest framgångsrika modellen i partikelfysik kallas standardmodellen, vilken beskriver tre av de fyra kända krafterna samt alla funna elementarpartiklar. Den sista partikeln, som upptäcktes 2012, är Higgspartikeln. Denna partikel spelar en viktig roll i standardmodellen eftersom den ser till att de andra partiklarna får sin massa.

Trots att standardmodellen på många sätt fungerar väl finns starka indikationer på att den inte är komplett. Genom att studera galaxers rotation har det framkommit att de måste innehålla mer massa än vad som syns vid direkta observationer. Denna materia kallas mörk materia och kan i nuläget inte kan förklaras av standardmodellen. Det faktum att universum består av en överväldigande mängd materia jämfört med antimateria, är ett annat olöst mysterium.

Utöver dessa observationer finns det mer filosofiska frågor som standardmodellen inte ger svar på. Till exempel så förklarar inte standardmodellen varför Higgspartikelns massa är liten, trots att den hade kunnat ha i princip vilket värde som helst. Detta är ett av standardmodellens så kallade finjusteringsproblem. Även om det inte finns något som förbjuder finjustering hade det varit tillfredställande med en modell som inte är beroende av det.

För att lösa dessa problem finns flera angreppssätt. Ett populärt sätt är att försöka hitta utvidgningar av standardmodellen, där vissa delar inte ändras. På så sätt kan fungerade resultat behållas samtidigt som problemen löses. I det här arbetet fokuserar vi på en modell som ändrar på den delen av standardmodellen som beskriver Higgspartikeln.

En möjlighet är att det finns flera sorters Higgspartiklar, men att de oupptäckta partiklarna är för tunga för att hittas med dagens experiment. Ett sätt att skapa en sådan modell är att anta att Higgspartiklarna inte är elementära, utan istället består av nya partiklar som hålls samman av en ny sorts kraft. Dessa modeller är mycket intressanta, eftersom de kan lösa flera av de ovan nämnda problemen. Genom att undersöka hur dessa modeller beter sig, med hjälp av datorberäkningar är det möjligt att leta efter de modeller som kan ge oss viktiga svar och samtidigt är förenliga med experimentella undersökningar. På så sätt kan vi få en bättre bild av vilka egenskaper de nya Higgspartiklarna kan ha och hur vi ska börja leta efter dem experimentellt. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Warnerbring, Adam LU
supervisor
organization
course
FYTK02 20211
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
two-Higgs doublet model, composite Higgs model, composite two-Higgs doublet model
language
English
id
9051211
date added to LUP
2021-06-14 19:02:11
date last changed
2021-06-14 19:02:11
@misc{9051211,
  abstract     = {{In this bachelor thesis we investigate the gauge sector of a specific composite two-Higgs doublet model, allowing more freedom for the gauge couplings and compositeness scales. From the underlying parameters we generate model realisations with the correct top mass, Higgs mass and electroweak vacuum expectation value, that satisfy theoretical constraints such as unitarity and perturbativity. We also use collider data from LEP, LHC and the Tevatron to put experimental constraints on the model realisations. We study how the properties of the resulting models depend on the underlying parameters in the gauge sector and identify interesting regions where the mass differences of the heavy Higgs bosons are large such that H --> A Z decays are possible.}},
  author       = {{Warnerbring, Adam}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Exploring the Gauge Sector of a Composite Two-Higgs Doublet Model}},
  year         = {{2021}},
}