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LRTH和LHT模型可能物理迹象的研究

作　者: 马威
导　师: 岳崇兴
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 新物理模型 标量粒子 产生截面 轻子味破坏过程
分类号: O572.2
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 21次
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内容摘要


标准模型在过去的几十年中得到了充分的验证。然而,标准模型却面临一系列的问题,这为新物理模型的发展提供了空间。标准模型和很多新物理模型都预言了Higgs粒子的存在,然而在目前的实验上还没有发现Higgs粒子存在的迹象。Higgs粒子是否真的存在?如果存在,它的质量有多少?它是基本粒子还是复合粒子?如果在未来实验上发现Higgs粒子的踪迹,将如何区分发现的Higgs粒子是标准模型预言的还是其它新物理模型预言的?研究Higgs粒子在高能对撞机上的产生信号不仅为我们在高能实验上寻找Higgs粒子提供理论依据,还能帮助我们验证标准模型以及探索新物理理论。本文介绍了左右Tiwn Higgs(LRTH)模型预言的Higgs粒子在ILC和LHC上成对产生的信号。我们的数值结果显示：模型预言的中性Higgs粒子在ILC上的成对产生的截面能达到几十个fb量级,在LHC上可以达到几百个fb量级；模型预言的荷电Higgs粒子在ILC上成对产生的截面可以达到pb量级。如果ILC和LHC的积分亮度足够大,我们可以得到大量的事例,将有可能通过这些Higgs粒子成对产生的过程在未来高能对撞机上发现左右Tiwn Higgs模型的可能物理信号。我们知道,标准模型中微子是无质量的,且不存在树级的轻子味破坏(LFV)过程。然而,中微子振荡实验却打破了标准模型的这个预言,强有力的证明了在标准模型之外存在着新物理理论。很多新物理模型如超对称理论,人工色理论,小Higgs理论等都预言了LFV过程的存在。这些模型都预言了如新规范玻色子、新费米子、新Higgs粒子等新粒子,这些新粒子能明显提高某些LFV衰变过程的分支比。由于在ILC上人们有可能观测到LFV信号,很多对LFV过程的研究工作相继进行。我们的工作是在带有T宇称的最小Higgs(LHT)模型下进行的。考虑到某些稀有衰变过程对LHT模型自由参数的限制,我们计算了LHT模型对LFV过程e+e-→lilj和γγ→lilj(i≠j)的贡献。我们得到如下结论：在LHT模型下,e+e-→lilj的产生截面能达到几个fb,γγ→lilj过程的产生截面能达到10-2fb量级。如果ILC的积分亮度为500fb-1,将有几个到上百个如lilj事例产生。由于SM并没有预言LFV过程的存在,这些实验上观测到的如lilj事例将成为LHT模型的有力证据。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-20
  1.1 标准模型(SM)概述  9-13
  1.2 SM存在的问题及新物理简述  13-17
  1.3 工作简介  17-20
第二章 SM预言的Higgs粒子  20-40
  2.1 Higgs粒子的耦合  20-22
  2.2 Higgs粒子的衰变  22-26
  2.3 Higgs粒子的产生  26-40
    2.3.1 Higgs粒子在LHC上的产生和探测  32-36
    2.3.2 Higgs粒子在ILC上的产生和探测  36-40
第三章 左右Twin Higgs(LRTH)模型综述  40-52
  3.1 左右手对称(LR)模型概述  40-42
  3.2 LRTH模型主要内容  42-46
  3.3 LRTH模型预言的标量粒子  46-52
第四章 具有T宇称的最小Higgs(LHT)模型简介  52-58
  4.1 小Higgs理论的主要思想  52
  4.2 最小Higgs(LH)模型简介  52-55
  4.3 LHT模型主要内容  55-58
第五章 LRTH模型预言的标量粒子的成对产生  58-79
  5.1 中性标量粒子在ILC和LHC上的成对产生  58-67
    5.1.1 在ILC上的成对产生  58-60
    5.1.2 在LHC上的成对产生  60-66
    5.1.3 小结  66-67
  5.2 标量粒子通过γγ对撞的成对产生  67-79
    5.2.1 中性标量粒子通过γγ的成对产生  68-75
    5.2.2 荷电标量粒子通过γγ的成对产生  75-78
    5.2.3 小结  78-79
第六章 LHT模型在ILC上的轻子味破坏信号  79-88
  6.1 LHT模型对LFV过程e~+e~-→l_il_j的贡献  79-83
  6.2 LHT模型对LFV过程γγ→l_il_j的贡献  83-86
  6.3 小结  86-88
第七章 总结与展望  88-91
附录  91-95
参考文献  95-109
博士期间完成的论文  109-111
致谢  111

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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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