Theory predictions for Higgs Physics at the LHC

Abstract

ABSTRACT: The particle discovered in the Higgs boson searches at the LHC, with a mass of about 125 GeV, can be identified with one of the neutral Higgs bosons of several supersymmetric extensions of the Standard Model of particle physics. We evaluate some predictions for the masses of (both neutral and charged) Higgs bosons within the framework of the Minimal Supersymmetric extension of the Standard Model (MSSM) and its generalization to the Next-to-MSSM (NMSSM), obtained by Feynman-diagrammatic methods. The predictions are based on the evaluation of the full 1-loop contributions, supplemented with leading 2-loop corrections. The procedure included the derivation of the renormalization. In the case of the MSSM, a comparison between renormalization schemes for the real and complex parameter cases is performed, while for the NMSSM only the real case was considered. Our analytical and numerical analysis includes a discussion of the renormalization and the incorporation of radiative corrections as well as a phenomenological comparison for well-motivated scenarios. Several additional theoretical aspects of NMSSM are also analysed.

RESUMEN: La partícula descubierta en la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC puede ser identificada como uno de los bosones de Higgs neutrales de varias extensiones supersimétricas del Modelo Estándar de la física de partículas. Evaluamos algunas predicciones para las masas de los bosones de Higgs, mediante el método Feynman-diagramático, en el marco de la extensión supersimétrica mínima del Modelo Estándar (MSSM), así como para su generalización al Next-to-MSSM (NMSSM). Nuestras predicciones se basan en la evaluación de las contribuciones completas a 1-loop junto con la adición de correcciones a 2-loops. El procedimiento incluyó la derivación de la renormalización. En el caso del MSSM, se realizó una comparación entre esquemas de renormalización para los casos real y complejo, mientras que para el NMSSM se consideró sólo el caso real. Nuestro análisis analítico y numérico incluye una discusión de la renormalización e incorporación de las correcciones radiativas así como una comparación fenomenológica para ciertos escenarios bien motivados. También se analizaron varios aspectos teóricos adicionales del NMSSM.