Обзор про поиски хиггсовского бозона. Акцент на методику поиска бозона Хиггса на Теватроне, LHC, и на будущих линейных электрон-позитронных коллайдерах.

Данная статья содержит обзор разнообразных попыток сосчитать дважды дифракционное рождение хиггсовского бозона на адронных коллайдерах. Интрига заключается в том, что различные группы дают предсказания, отличающиеся на порядки, и данная статья делает попытку привести все эти расчеты "под общий знаменатель". См. также комментарий к статье hep-ph/0205332 и комментарий к статье hep-ph/0207042.

Речь идет о рождении хиггса с массой от 114 до 135 ГэВ на LHC и его последующей идентификации. Авторы фокусируются на двух процессах, изучение которых началось сравнительно недавно: рождение хиггса в столкновении двух Померонов (экспериментально такие события имеют две щели по быстроте) и в слиянии двух W-бозонов (первый процесс мы уже упоминали в комментарии к статье hep-ph/0205332). Основная ценность данной статьи -- доскональный разбор всевозможных фоновых процессов, мешающих наблюдению Хиггса в данном канале.

В работе показывается, что даже если хиггсовский бозон будет распадаться по какому-либо экзотическому каналу в недетектируемое конечное состояние (скажем, два гравитона), то он все равно не избежит открытия на LHC.

Предъявлено еще одно вычисление сечения рождения хиггсовского бозона на адронном коллайдере третьем порядке теории возмущений (NNLO = next-to-next-to-leading order). Напомним, что аналогичные вычисления были некоторое время назад проведены другой группой (см. по этому нашу заметку Хиггсовский бозон на Тэватроне -- NNLO поправки к сечению рождения ), однако это были лишь приближенные вычисления. В данной же работе представлен полный и точный аналитический результат. Значительную часть работы занимает описание нового метода расчета возникающих в задаче двухпетлевых диаграмм.

Еще одна статья, исследующая decoupling-режим в двух-дублетной хиггсовской модели. В ней показывается, что даже если массы всех хиггсов за исключением одного очень велики, полного расщепления хиггсовской физики на легкий и тяжелый сектор не происходит: в некоторых реакция остается неисчезающий след тяжелых частиц.

Поиск хиггсовского бозона на адронном коллайдере -- это в некотором роде искусство, поскольку речь идет о выделении хиггсовского сигнала из целой толпы нерезонансных жестких процессов. Однако существуют специфические неадронные конечные состояния, в которых фон крайне низок. Примером такого "чистого" состояния является два фотона. Более того, кроме поиска Хиггса, двухфотонный канал представляет большой интерес и сам по себе в силу исключительных свойств вершины H-gamma-gamma. В данной работе авторы аккуратно вычисляют нерезонансный фон к процессу рождения двух фотонов в адронных столкновениях и выясняют, как хиггсовский сигнал наиболее оптимально отделять от фона.

Исследуется процесс рождения хиггсовского бозона на адронных коллайдерах (Тэватрон и LHC), но в необычной (необычной для хиггса) кинематической конфигурации -- в дважды дифракционном процессе. То есть, оба сталкивающихся протона выживают, испускают по померону, помероны сталкиваются и дают хиггсовский бозон. Заметьте, что хотя речь идет про хиггсовский бозон, я поместил эту статью с раздел про сильные взаимодействия. Дело в том, что этот процесс исследуется вовсе не как возможный канал открытия или исследования хиггса (речь идет о менее, чем одном событии на Тэватроне и всего лишь о нескольких до нскольких тысяч событий на LHC). Этот процесс -- источник новой информации о помероне, то есть о высокоэнергетических дифракционных реакциях сильного взаимодействия. Интрига здесь состоит в том, что две группы исследователей получили теоретические предсказания этого сечения, расходящиеся в сотни раз.

Хиггс на коллайдерах -- очередной обзор.