Around the 125 GeV light Higgs boson mass in the MSSM: predictions for the W boson mass

Abstract

ABSTRACT: In the present work, we shall expose a general overview of the Standard Model (SM) and a brief introduction of Supersymmetry (SUSY). With these ideas, we shall set the bases on which the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) is developed. The MSSM parameter space has more than 100 free parameters but it can be constrained according to experimental evidences. In order to do so, we shall a numerical analysis of the dependence of the mass of the Higgs boson and W boson in that supersymmetric model. First, we find ranges of free MSSM parameters that provide the mass of the light Higgs boson in the MSSM h0 about 125 GeV i.e. that are in agreement with the mass of the Higgs boson discovered by CMS and ATLAS in 2012. Afterwards, we study the effect of these free MSSM parameters in the prediction of the W boson mass mW. In particular, large dfferences between the MSSM and the SM prediction of the mass of W boson are sought in these ranges of free parameters. Finally, in agreement with these differences, we discuss how the MSSM parameter space could be constrained by (future) precision measurements of mW.

RESUMEN: En este trabajo, se expone una visión general del Modelo Estándar (SM) y una breve introducción de Supersimetría (SUSY). Con estas ideas, se darán las bases en las cuales se desarrolla el Modelo Estándar Mínimo Supersimétrico (MSSM). El espacio de parámetros del MSSM lo componen más de 100 parámetros libres los cuales pueden ser acotados de acuerdo a evidencias experimentales. Para ello, se realiza un análisis numérico de la dependencia de la masa del bosón de Higgs y del bosón W en este modelo supersimétrico. Primero, se hallan los rangos de los parámetros libres del MSSM que proporcionan una masa del bosón de Higgs ligero del MSSM h0 alrededor de 125 GeV, es decir, que esté de acuerdo con la masa del bosón de Higgs descubierto por CMS y ATLAS en 2012. Después, se estudia el efecto de estos parámetros libres del MSSM en la predicción de la masa del bosón W mW. En particular, se buscan grandes diferencias entre las predicciones del MSSM y del SM para la masa del bosón W. Finalmente, de acuerdo con estas diferencias, se discute cómo acotar el espacio de parámetros del MSSM en base a (futuras) medidas precisas para mW.