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从强相互作用动力学模型研究电弱手征拉氏量

作　者: 张宏浩
导　师: 王青
学　校: 清华大学
专　业: 物理学
关键词: 电弱手征拉氏量强动力学模型 Topcolor辅助的Technicolor膜型超出标准模型
分类号: O572.243
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

粒子物理的标准模型假想的Higgs粒子至今没有在实验中被发现,电弱对称性破缺机制仍然是一个未解之谜。作为对电弱对称性破缺机制进行一般性探索的平台,电弱手征拉氏量是对电弱对称性破缺部分的一个既一般又经济的低能描述,特别是有效适用于那些强动力学电弱对称性破缺模型。电弱手征拉氏量的所有系数原则上都可以由实验固定。而因为强动力学的非微扰性质,人们很难把实验测定的电弱手征拉氏量系数与潜在的强动力学模型联系起来。近年来,我们组的一系列工作成功地从OCD第一原理得到了赝标介子手征拉氏量系数的准确预言,使得这一非微扰的困难在一定程度得以克服。沿着这一思路,在本论文中我们分别从最小technicolor模型,一代technicolor模型和一个具体的topcolor辅助的technicolor模型推导得到了电弱手征拉氏量,并建立了从强动力学模型到电弱手征拉氏量系数的一整套计算方案。我们以最小technicolor模型和一代technicolor模型为原型建立我们的计算方案,并以它们为试验模型成功检验了我们的计算方案。本论文中重点考虑的模型是topcolor辅助的technicolor模型。对于我们考虑的这个具体的topcolor辅助的technicolor模型,我们发现它对电弱手征拉氏量系数的贡献可以划分为三部分:直接来自G_TC2相互作用的贡献,来自由G_TC1和G_TC2诱导产生的有效的z′粒子相互作用的贡献,以及来自普通费米子特别是顶夸克的贡献。在本论文中我们计算了前两部分的贡献,由于顶夸克贡献部分计算较为繁杂,我们把它留到以后的工作中再作进一步研究。我们论证了直接来自G_TC2相互作用的贡献与最小technicolor模型的结果相同,而来自有效Z′粒子的贡献则至少正比于电弱手征拉氏量的p₂阶系数β₁。我们发现所考虑的这个topcolor辅助的technicolor模型的主要特点之一是由它得到的T参数允许取值范围为0～1/（25α）。除上述这些本论文工作的主要部分之外,我们还做了一些与电弱手征拉氏量相关的其它工作,例如我们计算了处于电弱规范群的一些一般表示的重费米子和重标量场对oblique修正参数S,T和U的贡献。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章引言  9-12
第2章综述  12-31
  2.1 粒子物理的标准模型及其理论困难  12-23
    2.1.1 最小标准模型简介  12-16
    2.1.2 标准模型的理论困难  16-23
  2.2 电弱手征拉氏量理论  23-31
    2.2.1 最低阶的运动方程  25-26
    2.2.2 关于U场的恒等式  26-27
    2.2.3 电弱手征拉氏量的重新表述  27-31
第3章从最小Technicolor模型推导电弱手征拉氏量  31-57
  3.1 最小Technicolor模型  31-32
  3.2 Gasser-Leutwyler方案  32-34
  3.3 动力学计算方案  34-55
    3.3.1 手征分解与特殊的手征转动  34-38
    3.3.2 积掉Technigluons  38-39
    3.3.3 与Techniquark传播子有关的Schwinger-Dyson方程  39-46
    3.3.4 推导得到的有效作用量  46-55
  3.4 两种方案的比较和讨论  55-57
第4章从一代Technicolor模型推导电弱手征拉氏量  57-67
  4.1 一代Technicolor模型  57-58
  4.2 动力学计算方案  58-67
第5章从Topcolor辅助的Technicolor模型推导电弱手征拉氏量  67-97
  5.1 一个具体的Topcolor辅助的Technicolor模型  67-69
  5.2 Topcolor对称性破缺:SU(3)_(TC1)的贡献  69-82
    5.2.1 A_(1μ)~A=A_(2μ)~A=B_(1μ)=B_(2μ)=0情形:能隙方程  73-75
    5.2.2 A_(1μ)~A≠0,A_(2μ)~A≠0,B_(1μ)≠0,和B_(2μ)≠0情形:最低阶近似  75-79
    5.2.3 S_(TC1)[0,B_μ~A,B_μ,Z_μ~′]的低能展开  79-82
  5.3 电弱对称性破缺:SU(3)_(TC2)的贡献  82-87
  5.4 积掉Colorons  87-89
  5.5 积掉z′  89-97
第6章与电弱手征拉氏量相关的其它研究  97-104
  6.1 重粒子对Oblique电弱修正参数S,T和U的贡献  97-102
    6.1.1 重费米子多重态的贡献  97-100
    6.1.2 重标量场多重态的贡献  100-102
  6.2 电弱手征拉氏量重新表述中新的叉乘项  102-104
第7章总结与展望  104-106
参考文献  106-110
致谢  110-111
附录A 量子场论在Minkowski和Euclidean时空的常用公式和记号  111-118
  A.1 在Minkowski时空的记号  111-114
  A.2 在Euclidean时空的记号  114-116
  A.3 关于Dirac矩阵的常用公式  116-118
附录B 电弱手征拉氏量中关于U场的恒等式的证明  118-121
附录C TC2模型中S_(TC1)~((4c))[0,B_μ~A,B_μ,Z_(c,μ)~′]五部分的详细表达式  121-123
附录D TC2模型中S_(coloron)~0,[B~A,Z~′]和S_(coloron)~(int)[B~A,Z~′]的详细表达式  123-125
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  125-126

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