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小Higgs理论在eγ、ep对撞机上的可能物理迹象

作　者: 张凤
导　师: 岳崇兴
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 最小Higgs(LH)模型 高能e~+e~-线性对撞机(ILC) 类矢量顶夸克 相对修正
分类号: O572.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


众所周知，标准模型（SM）极好地描述了基本粒子及其相互作用，可以说SM的理论框架是非常优美的。迄今为止，已经有大量精确的实验事实证明了该理论的正确性。但是，SM仅是一种低能有效理论，它还存在许多不足之处。在SM之外应该有新物理（NP）存在。小Higgs理论是重要的新物理可能候选者，最小Higgs（LH）模型简单的实现了小Higgs思想。除了普通的粒子，LH模型还预言了新的规范玻色子ZH，BH和WH±，类矢量顶夸克T以及三重态标量粒子Φ。这些新粒子可能对某些物理过程产生重要修正，在目前或将来的对撞机上产生可观测的信号。本文主要讨论了LH模型预言的新规范玻色子在e-γ对撞机上的产生，类矢量顶夸克T在THERA对撞机上的产生以及LH模型对有e-γ→e-H过程的修正。 高能e-γ对撞机特别适用于研究新规范玻色子的单个产生。首先，我们研究了SM规范玻色子Ws-和新规范玻色子WH-在极化的e-γ对撞机上的单个产生。结果表明，仅当标度参数f≤1.5TeV，混合参数c′≥0.4的时候，LH模型对截面σ（Ws-）的修正才能在将来的高能线性对撞机上被观测到。如果对初态电子和正电子束选择一个合适的极化，那么，在将来的高能e+e-线性对撞机(OLC(质心能量S1/2=3TeV，积分亮度￡=500fb-1))上，通过e-γ对撞有可能观测到新规范玻色子WH-的信号。 其次，我们研究了在将来的ep（THERA）对撞机上，通过ep→eb→veT过程探测类矢量顶夸T的可能性。研究结果表明，在S1/2=3.7 TeV的THERA对撞机上，类矢量顶夸T的产生截面范围为1.2×10-4-0.48pb。因此，在将来的THERA对撞机上，很可能探测到类矢量顶夸克T的信号。 最后，我们研究了e-γ→e-H过程。由于Higgs玻色子的非退耦性质，有效耦合Hγγ和HZγ对新物理非常敏感，新物理可对此过程产生较大的贡献。我们计算了LH模型预言的所有新粒子对e-γ→e-H过程的单圈级修正。具体数值结果表明，在LH模型的合理参数空间范围内，新粒子可对e-γ→e-H过程的截面产生较大的修正，相对修正参数R的绝对值大于5％，所以LH模型对此过程的修正效应有可能在将来的ILC上被观测到。 总之，我们研究了LH模型预言的新粒子在将来的线性对撞机上的可能物理迹象，为将来的线性对撞机通过eγ、ep碰撞探测这些新粒子、检验LH模型的正确性提供了理论指导。

全文目录


第一章 引言  7-14
  §1.1 标准模型简介  7-8
  §1.2 几种典型的新物理理论  8-9
  §1.3 最小Higgs模型预言的规范玻色子  9-12
  §1.4 工作简介  12-14
第二章 小Higgs理论综述  14-33
  §2.1 可能的小Higgs理论模型  14-15
  §2.2 最小Higgs模型概述  15-22
    §2.2.1 最小Higgs模型的群结构  15
    §2.2.2 最小Higgs模型预言的规范玻色子和赝标哥尔斯通玻色子  15-17
    §2.2.3 最小Higgs模型中的规范相互作用  17-19
    §2.2.4 最小Higgs模型中的费米子及其相互作用  19-22
  §2.3 类矢量顶夸克和电弱对称性破缺  22-26
    §2.3.1 最小Higgs模型中的电弱对称性破缺  22-24
    §2.3.2 类矢量顶夸克的基本性质  24-25
    §2.3.3 重顶夸克T在高能对撞机上的可能物理迹象  25-26
  §2.4 精确电弱测量数据对最小Higgs模型参数的限制  26-33
    §2.4.1 最小Higgs模型自由参数  26-27
    §2.4.2 精确电弱测量数据对最小Higgs模型参数的限制  27-33
第三章 光子对撞机、THERA对撞机简介  33-36
  §3.1 光子对撞机简介  33-34
  §3.2 THERA对撞机简介  34-36
第四章 在将来的对撞机上探测新规范玻色子的可能性  36-48
  §4.1 手征性、极化、自旋知识简介  36-37
  §4.2 最小Higgs模型中e~-γ→ν_eW~-过程的手征振幅  37-40
  §4.3 新规范玻色子在无极化的e~-γ对撞机上的单个产生  40-41
  §4.4 荷电规范玻色子在极化的e~-γ对撞机上的单个产生  41-48
    §4.4.1 SM规范玻色子W_s~-在极化的e~-γ对撞机上的单个产生  42-43
    §4.4.2 新规范玻色子W_H~-在极化的e~-γ对撞机上的单个产生  43-46
    §4.4.3 结论  46-48
第五章 在THERA对撞机上类矢量顶夸克T的产生  48-52
  §5.1 ep→eb→ν_eT过程  48-51
  §5.2 数值结果  51-52
第六章 最小Higgs模型与e~-γ→e~-H过程  52-58
  §6.1 e~-γ→e~-H过程的相关耦合及手征振幅  52-55
  §6.2 数值结果与讨论  55-58
第七章 结论  58-59
附录一 LH模型中的相关耦合  59-62
附录二 研究生期间所做的工作  62-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
学位论文独创性声明  68
学位论文版权的使用授权书  68

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 原子核物理学、高能物理学 > 高能物理学 > 粒子物理学
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