HiggsKopplungen

HiggsKopplungen bezeichnet im Kontext der Teilchenphysik die Wechselwirkungen des Higgs-Bosons mit anderen Teilchen. Sie spielen eine zentrale Rolle beim Higgs-Mechanismus der Elektron- und Quarkmassenbildung sowie bei der Bestimmung der Eigenschaften des Higgs-Bosons selbst. In der Standardmodell-Phänomenologie werden die Kopplungen durch die Higgs-Vakuumerwartungswert-Mechanismen festgelegt und liefern Vorhersagen darüber, wie sich das Higgs-Boson an verschiedene Teilchen anheften lässt.

Kopplungen an Fermionen erfolgen als Yukawa-Kopplungen und sind proportional zu den Fermionmassen. Im Standardmodell gilt grob g_f ∝ m_f/v, wobei v der Higgs-Vakuumerwartungswert ist. Das bedeutet, dass schwere Fermionen wie das Top-Quark stärkere Kopplungen haben als leichtere Fermionen. Kopplungen an die W- und Z-Bosonen sind ebenfalls Masseabhängig und durch die v-Skala bestimmt. Dadurch koppelt das Higgs-Boson mit den geladenen und neutralen W-/Z-Bosonen und damit an die Electroweak-Symmetriebrechung.

Kopplungen zu Photonen und Gluonen treten nicht im einfachen Baum-Effekt auf, sondern ergeben sich durch Loop-Prozesse. Die Higgs-zu-Photonen-Kopplung basiert vor allem auf Beiträgen von W-Bosonen und dem Top-Quark in Loops; die Higgs-zu-Gluonen-Kopplung wird überwiegend durch Top-Quark-Loops vermittelt. Solche loopinduzierte Kopplungen ermöglichen indirekte Tests der Struktur des Higgs-Sektors.

Experimentell werden die Higgs-Kopplungen mithilfe von Messgrößen wie dem Signaleffektiv μ gemessen, das das Verhältnis aus beobachteter Produktion mal Zerfallsrate zur jeweiligen Standardmodellvorhersage angibt. Globalfitting-Analysen prüfen Abweichungen von den SM-Werten, oft durch Modellparameter wie Kopplungsmodifikatoren κ_i beschrieben. Bisher stimmen die Messungen der Higgs-Kopplungen mit den SM-Vorhersagen überein, mit Unsicherheiten, die je nach Kopplungskanal variieren. Abweichungen könnten auf neue Physik jenseits des Standardmodells hinweisen und würden Hinweise auf erweiterte Higgs-Sektoren oder Verbunde liefern.