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通过eq→vq\'探测新物理的理论研究

作　者: 丁丽
导　师: 岳崇兴
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: 新物理新粒子 LHT模型三点Higgsless模型
分类号: O572.214
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 11次
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内容摘要

标准模型(SM)是20世纪取得的最伟大的物理学成就之一,但它自身仍存在一些难以解决的问题,因此,人们普遍认为SM仅是一种低能有效理论,在它之外还应该有新物理存在。目前比较有代表性的新物理理论有:超对称理论、人工色理论、小Higgs理论以及额外维理论等。其中小Higgs理论被认为是SM之外新物理的一个重要候选者,可是由于小Higgs模型无法解决小等级问题,就有人在此模型基础上引入了T宇称,形成“LHT模型”。三点Higgsless模型是额外维物理的一个具体的模型,在这个模型中,普通费米子是非定域的,能保证次领头阶精确电弱修正项消失,而且它很好地描述了普通费米子及它们重伙伴质量的产生。除了SM中的粒子外,大量的新物理模型还预言了许多新粒子的存在。我们可以通过研究这些新粒子在未来的高能对撞机上产生物理信号的可能性,为新物理的存在提供一些理论依据。另外,由于顶夸克质量与电弱标度在同一个量级,顶夸克对新物理必然非常敏感,所以也可以通过讨论新物理预言的新粒子对顶夸克相关量的修正来间接证明新物理的存在。首先,在小Higgs模型和三点Higgsless模型框架下,我们分别计算了这两种模型预言的新荷电规范玻色子W′对过程eq→vq′的修正,进而希望在未来的高能对撞实验中通过此过程来区分不同的新物理模型。结果发现,这两种模型预言的W′荷电规范玻色子对eq→vq′过程的修正在未来的高能对撞机上都可能被观测到,而且三点Higgsless模型预言的新荷电规范玻色子对eq→vq′过程的修正比小Higgs模型下的大。因此,研究此过程可以作为区分新物理模型的一条可行途径。其次,在LHT模型框架下讨论了新的夸克与中微子在ep,eγ对撞机上的联合产生,计算了与新夸克主要两体衰变模式相关的某一信号的产生率等。计算结果显示,这些物理信号也有可能在未来的高能对撞机THERA和ILC上被观测到。最后,我们研究了LHT模型预言的新的重顶夸克、重规范玻色子以及新费米子对顶夸克色磁耦极矩(CMDM)ΔK的单圈贡献。研究表明,LHT模型预言的这些新粒子对ΔK的贡献比SM预言值小一个量级,在LHC高能对撞机上将很难被探测到。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章引言  6-10
  1.1 新物理理论简介  6-7
  1.2 高能对撞机在粒子物理中的地位和作用  7-8
  1.3 工作介绍  8-10
第二章小Higgs模型简介  10-27
  2.1 小Higgs理论的基本思想  10-11
  2.2 LH模型与SU(3)简单群模型简介  11-15
    2.2.1 LH模型  11-14
    2.2.2 SU(3)简单群模型  14-15
  2.3 LHT模型简介  15-20
    2.3.1 LHT模型的基本思想  15-16
    2.3.2 LHT模型综述  16-20
  2.4 T宇称破坏的LHT模型简介  20-27
    2.4.1 重光子的衰变  20-22
    2.4.2 高能实验对T宇称破坏的LHT模型的限制  22-23
    2.4.3 T宇称破坏的LHT模型在LHC上的可能物理信号  23-27
第三章三点Higgsless模型综述  27-31
  3.1 Higgsless模型的基本思想  27
  3.2 三点Higgsless模型预言的W′规范玻色子的基本性质  27-31
    3.2.1 三点Higgsless模型简介  27-29
    3.2.2 荷电规范玻色子W′的质量  29-30
    3.2.3 荷电规范玻色子W′与费米子的耦合  30-31
第四章新荷电规范玻色子W′在e~+e~-和ep对撞机上对过程eq→vq′的贡献  31-38
  4.1 研究过程eq→vq′的意义及与计算有关的公式  31-32
  4.2 小Higgs模型和三点Higgsless模型对过程eq→vq′的贡献  32-37
    4.2.1 小Higgs模型对过程eq→vq′的贡献  32-35
    4.2.2 三点Higgsless模型对过程eq→vq′的贡献  35-37
  4.3 结果与讨论  37-38
第五章 LHT模型预言的新费米子通过ep,eγ碰撞的联合产生  38-48
  5.1 新费米子的衰变  38-40
  5.2 经ep碰撞,新夸克与新中微子的联合产生  40-45
  5.3 经eγ碰撞,新夸克与新中微子的联合产生  45-48
第六章 LHT模型对顶夸克色磁偶极矩(CMDM)△K的贡献  48-55
  6.1 顶夸克反常色磁偶极矩的最新研究成果  48-51
  6.2 LHT模型对顶夸克CMDM △K的贡献  51-55
第七章结论  55-57
附录一研究生期间所做的工作  57-58
参考文献  58-67
致谢  67-68

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