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Revista mexicana de física

versión impresa ISSN 0035-001X

Rev. mex. fis. vol.53 no.5 México oct. 2007

 

Investigación

 

Electroweak-Higgs unification in the two Higgs doublet model: masses and couplings of the neutral and charged Higgs bosons

 

J.L. Díaz-Cruzª y A. Rosadob

 

ª Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas, BUAP, Apartado Postal 1364, 72000 Puebla, Pue., México.

b Instituto de Física, BUAP, Apartado Postal J-48, 72570 Puebla, Pue., México.

 

Recibido el 25 de mayo de 2007
Aceptado el 30 de agosto de 2007

 

Abstract

We obtain the mass spectrum and the Higgs self-couplings of the two Higgs doublet model (THDM) in an alternative unification scenario where the parameters of the Higgs potential λi (i = 1, 2, 3, 4, 5) are determined by imposing their unification on the electroweak gauge couplings. An attractive feature of this scenario is the possibility of determining the Higgs boson masses by evolving the from the λi electroweak-Higgs unification scale MGH down to the electroweak scale. The unification condition for the gauge (1, 2) and Higgs couplings is written as 1 = 2 =ƒ(λi), where 1 = Y, and kY isthe normalization constant. Two variants for the unification condition are discussed: Scenario I is defined through the linear relation: 1 = 2 = kH(i) λi (MGH), while Scenario II assumes a quadratic relation = = kH(i) λi (MGH). In Scenario I, by setting ad hoc kH (5) = (4) = (3) = kH (2) = kH(1) = 1, taking tan β = 1 and using the standard normalization (kY = 5/3), we obtain the following spectrum for the Higgs boson masses: h°= 109.1 GeV, H°= 123.2 GeV, A°= 115.5 GeV, and H± = 80.3 GeV, with similar results for other normalizations such as kY = 3/2 and kY = 7/4.

Keywords: Electroweak-Higgs unification; Higgs boson masses and couplings; Two Higgs doublet model.

 

Resumen

Se obtienen el espectro de masas y los autoacoplamientos de los bosones de Higgs en el modelo de dos dobletes de Higgs, en un escenario de unificacion alternativo donde los parámetros del potencial de Higgs λi (i = 1,2,3,4,5) son determinados imponiendo su unificación con los acoplamientos de norma electrodébiles. Una característica atractiva de este escenario es la posibilidad de determinar las masas de los bosones de Higgs mediante la evolucion de las λi,s de la escala de unificacion electrodébil-Higgs MGH a la escala electrodébil. La condición de unificación para los acoplamientos de norma (1, 2) y de Higgs es 1 = 2 = ƒ(λi) , donde 1 = Y , y kY es la constante de normalización. Dos variantes para la condición de unificación son discutidas. Escenario I definido a través de la relación lineal: 1 = 2 = kH (i) λi (MGH) , mientras en el Escenario II se supone una relación cuadrática: = = kH (i) λi (MGH). Trabajando en el Escenario I, fijando ad hoc —kH (5) =(4) = (3) = kH(2) = kH(1) = 1, tomando tan β = 1 y usando la normalización estándar (kY = 5/3), se obtiene el siguiente espectro de masas para los bosones de Higgsh°= 109.1 GeV, H°= 123.2 GeV, A° =115.5 GeV, y H ± = 80.3 GeV, con resultados similares para otras normalizaciones, tales como kY= 3/2 and kY = 7/4.

Descriptores: Unificación electrodébil-Higgs; masas y acoplamientos de bosones de Higgs; Modelo de dos dobletes de Higgs.

 

PACS: 12.60.Fr; 12.15.Mm; 14.80.Cp

 

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Acknowledgments

The authors would like to thank CONACYT and SNI (México) for their financial support, and the Huejotzingo Seminar for inspiring discussions. J.L. Díaz-Cruz also wishes to thank A. Aranda for interesting discussions.

 

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