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τ轻子衰变为τ中微子和夸克对过程单圈QCD修正的推导

作　者: 胡浩月
导　师: 孙衍斌
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 标准模型 QCD修正 τ轻子
分类号: O572.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

粒子物理标准模型(SM)是20世纪物理学取得的最伟大成就之一。它是描述基本粒子之间强、弱和电磁相互作用的一种基于规范对称性SU(2)L×U(1)Y的规范理论。虽然其预言与迄今为止几乎所有实验结果在测量精度范围内是一致的,但与粒子质量起源密切相关的Higgs粒子至今尚未找到。因此标准模型本身也还需要进一步做精确地检验。τ轻子是标准模型粒子谱中质量最大的带电轻子,其质量比质子的质量还要大,又被称为重轻子。因此,人们预期,它可能与新物理密切相关,所以,确切了解τ轻子的各种性质,对于寻找和建立超出标准模型框架的新物理模型非常重要。τ轻子是不稳定的,它有很多种衰变模式。其中,衰变道τ-→vτ+q2+q3在领头阶上是一个弱相互作用过程,但由于含有夸克,其次领头阶的QCD贡献应该很大。本文在标准模型框架内,对τ-→vτ+q2+q3这一衰变道的QCD修正做了详尽推导,首先计算了W玻色子和两个夸克的顶点函数以及夸克的自能函数,接着给出夸克质量和夸克场的重整化常数,然后把各种虚胶子的贡献包括在内消除计算中的紫外发散。同时考虑了实胶子发射后,红外发散也得以消除。最后给出了最终的结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章引言  7-10
第二章量子色动力学(QCD)简介  10-16
  2.1 概述  10-11
  2.2 QCD拉氏量  11-12
  2.3 QCD费曼规则  12-16
第三章重整化概述  16-37
  3.1 重整化的一般概念  16-22
  3.2 重整化常数的计算  22-25
  3.3 QED和QCD的单圈重整化  25-37
    3.3.1 QED重整化  25-28
    3.3.2 QCD重整化  28-37
第四章 τ~-→v_τ+q_2+q_3过程的单圈QCD修正  37-49
  4.1 费曼图  37-39
    4.1.1 树级费曼图  37
    4.1.2 虚胶子修正费曼图  37-38
    4.1.3 实胶子辐射图  38-39
  4.2 W玻色子与夸克对相互作用的顶点函数  39-41
  4.3 夸克自能  41-42
  4.4 夸克质量和夸克场的重整化  42-44
    4.4.1 夸克场的重整化  42-44
    4.4.2 夸克质量重整化  44
  4.5 虚胶子贡献  44-46
  4.6 实胶子贡献  46-48
  4.7 最终结果  48-49
第五章总结  49-50
参考文献  50-53
致谢  53

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