İki Higgs dubletli modellerde Higgs bozonu fenomenolojisi

Abstract

Bu tezde, Higgs dubletlerinden yalnızca birinin vakum beklenen değer (VEV) geliştirdiği İki Higgs Dubletli Model (THDM) incelenmiştir. Bu durumda, Standart Model'in (SM) parçacıklarının kütlesine sıfır VEV'li Higgs alanları katkıda bulunmazlar ve Higgs alanlarının SM parçacıklarıyla etkileşimleri daha esnektir. THDM'nin, serbest parametreleri taranarak deneylerle uyumlu veriler elde edilmiştir. Özellikle B-mezonun nadir gözlenen bozunumlarından olan b->sgamma bozunumu ile ilgili deneysel ölçümler verilerin sınırlandırılmasında oldukça etkili olmuştur. Skaler sektörü genişletmenin önemli sınırlayıcı faktörlerinden biri olan rho parametresi şartının, mh~<250GeV ve 125~<mH~<250GeV aralığındaki çözümler ile karşılandığı ele alınmıştır. Higgs potansiyelinin minimumunun kararlılığının hem ağaç seviyesinde hem de ilmek katkısıyla korunabileceği gösterilmiştir. Ayrıca, bu parametre uzayında tüm Higgs bozonların kütleleri yaklaşık 300 GeV'den daha hafif bulunmuştur. Bu tür hafif kütle ölçekleri gözlenebilir düzeyde olduklarından analiz edilebilirler. Bu nedenle, CP-çift Higgs bozonlar (h, H) analiz edilmiş ve SM-benzeri Higgs bozon özellikleri karşılayıp karşılamayacağı tartışılmıştır. Bu bağlamda özellikle h->W+W- ve h->b/bar{b} bozunum kanalları, çözümlerin çoğunu dışarlarken SM tahminleriyle örtüşen küçük bir bölge bırakmıştır. Higgs bozonunun W+W- ve b/bar{b}'ye bozunumundan gelen kısıtlamalar uygulanarak, h->gammagamma bozunum kanalındaki sapmaları elde etmenin mümkün olduğu belirtilmiştir. $H$ yaklaşık 125 GeV kütleli SM-benzeri Higgs bozon özellikleri sergilediği durum için de benzer analizler yapılır. Ancak H'nin SM tahminleri aşamadığı gözlemlenmiştir. Ve son olarak, 14 TeV ve 100 TeV enerjili çarpıştırıcılardaki Higgs bozonu üretim tesir kesitleri karşılaştırılmıştır.

In this thesis, Two Higgs Doublet Model in which one of the Higgs doublets does not develop a vacuum expectation value (VEV), is studied. Then, the Higgs fields with zero VEV doesn't contribute to the physical masses of the SM particles, and its interactions with the SM particles can have more freedom.In this model, free parameters were scanned and data consistent with experiments were obtained. In particular, experimental measurements related to b->sgamma decay have been effective in constraining the data.The rho parameter requirement is satisfied by solutions with mh~<250GeV and 125~<mH~<250GeV. It has been shown that the stability of the minima of Higgs potential can be maintained at both the tree and loop level. In addition, all the Higgs boson masses are found lighter than 300 GeV. And such light mass scales are detectable. Therefore, CP-even Higgs bosons (h,H) were analyzed, discussed whether they exhibit the feature of the SM-like Higgs boson. In this context, the decay channels h->W+W- and h->b/bar{b}, excluded most of the solutions, while a small area remains consistent with SM. It is possible to obtain excess in h->gammagamma, by applying the constraints from the Higgs boson decays into W+W- and b/bar{b}. Similar analyzes are also performed for H, its did not exceed SM predictions. Finally, production cross-sections for Higgs boson in colliders with 14 and 100 TeV energies were compared.