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Little Higgs模型与强子对撞机上的单顶夸克产生

作　者: 周丽
导　师: 岳崇兴
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 顶夸克物理小Higgs模型单顶夸克产生新规范玻色子
分类号: O572.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 43次
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内容摘要

1995年，CDF和D0实验组在费米实验室的Tevatron对撞机发现了顶夸克，顶夸克的发现标志着粒子物理的一个全新开始。顶夸克质量的测量值为172.7².9GeV，它是目前为止发现的最重的粒子。顶夸克质量接近电弱标度，因此顶夸克在探测新物理中起重要作用。小Higgs模型是近几年比较流行的理论。其中，最小Higgs（LH）模型和SU（3）简单群模型最简单的实现了小Higgs理论基本思想。本文主要讨论了LH模型和SU（3）简单群模型对单顶夸克产生的修正，以及这些修正能否在LHC上探测到。本文的第一部分是简介，第二部分介绍了顶夸克物理，顶夸克物理包括顶夸克基本性质、顶夸克产生、顶夸克衰变和顶夸克探测。我们总结了Tevatron上的测量数据并讨论了它们对标准模型的可能影响。在顶夸克产生和衰变部分，我们还讨论了通过顶夸克物理探测新物理的可能性。第三部分介绍小Higgs模型。我们根据扩展电弱规范群结构将小Higgs模型分为两大类：直积群模型和简单群模型。这两类模型区别于费米部分小Higgs机制的差异。作为两类模型的最简单代表，我们详细研究了LH模型和SU（3）简单群模型。小Higgs模型预言了TeV标度下的新规范玻色子、费米子和标量，这些新粒子消除了Higgs质量的单圈平方发散。通过研究新规范玻色子与轻Higgs玻色子和标准模型费米子的耦合，我们可以确定小Higgs机制和扩展电弱规范群的结构。第四部分是工作部分，我们研究了LH模型和SU（3）简单群模型对CERN Large Hardron Collider（LHC）上单顶夸克产生过程的修正。单顶夸克有三个产生道：s道的q+（?）′→t+（?）过程、t道的q+b→q′+t和（?）′+b→t+（?）过程及tW联合产生过程。假设LH模型下f≥1TeV，0.4≤x_L≤0.6，0＜c≤0.5[63]，相对修正Δσ_i/σ_i^SM绝对值小于2％；SU（3）简单群模型下f≥1TeV，x_λ＞1，t_β＞1[64]，t道相对修正绝对值在4.3％～10.8％范围内，s道在3.1％～7.5％，tW联合产生道在2％～10.6％。LH模型预言的新规范玻色子W_H^±和x^-对s道的单顶夸克产生有明显的修正。当0.3≤c≤0.6，1TeV≤M_{W_H}≤2TeV时，相对修正参数R_W在1.5％≤R_W≤90％范围内。甚至于当M_{W_H}≥2.0TeV（f～2TeV）时，相对修正参数R_W可以达到6.3％。我们期望LH模型和SU（3）简单群模型在单顶夸克产生过程中的贡献会在LHC上探测到。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章引言  6-10
  §1.1 标准模型概述  6-7
  §1.2 顶夸克存在的必要性  7-8
  §1.3 新物理和小Higgs思想  8-10
第二章顶夸克物理  10-25
  §2.1 顶夸克简介  10-11
  §2.2 顶夸克产生  11-18
    §2.2.1 t(?)产生  11-14
    §2.2.2 单顶夸克产生  14-16
    §2.2.3 顶夸克产生和新物理  16-18
  §2.3 顶夸克衰变  18-21
    §2.3.1 标准模型的顶夸克衰变  18-20
    §2.3.2 新物理模型的顶夸克衰变  20-21
  §2.4 顶夸克探测  21-25
    §2.4.1 顶夸克衰变的末态粒子探测  22-23
    §2.4.2 t(?)产生的实验探测  23
    §2.4.3 单顶夸克产生的实验探测  23-25
第三章小Higgs模型简介  25-34
  §3.1 直积群模型和简单群模型  25-28
    §3.1.1 直积群模型  25-26
    §3.1.2 简单群模型  26-28
  §3.2 最小Higgs模型和SU(3)简单群模型  28-30
    §3.2.1 最小Higgs模型(LH)  28-29
    §3.2.2 SU(3)简单群模型  29-30
  §3.3 小Higgs模型的规范玻色子  30-34
    §3.3.1 规范玻色子质量  30-31
    §3.3.2 规范玻色子的相关耦合  31-34
第四章小Higgs模型和LHC上的单顶夸克产生  34-40
  §4.1 LH模型和SU(3)简单群模型对单顶夸克产生过程的修正[58]  34-37
  §4.2 新规范玻色子W_H和X对单顶夸克产生的修正[58]  37-40
第五章总结与展望  40-42
附录一研究生期间所做的工作  42-43
参考文献  43-47
致谢  47-48

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