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标量三重态粒子在高能对撞机上的产生

作　者: 赵爽
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: 最小higgs(LH)模型 对撞机 轻子数破坏 双荷标量粒子
分类号: O572.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


内容摘要:人们普遍认为标准模型是最好的描述弱、电、强三种相互作用的理论,与目前大多数实验符合得很好。但是在标准模型中仍然有许多自身难以解决的问题,如自由参数较多、平庸性、不自然性等问题.另外,在标准模型中,中微子是没有质量的,但是中微子振荡实验证明中微子具有很小的质量,并且是振荡的,这说明标准模型只是一种低能有效理论,超出标准模型之外应该有新物理存在。为了解决标准模型中的问题,人们提出了许多新物理模型,小Higgs理论是近几年比较流行的理论。其中,最小Higgs（LH）模型最简单地实现了小Higgs理论的基本思想.除了标准模型中的粒子外,LH模型还预言了质量为TeV量级的重规范玻色子ZH、BH和WH±,重夸克T以及标量三重态粒子φ.φ和轻子之间能够发生△L=2相互作用,使中微子获得合适的质量.本文主要讨论了双荷标量φ±±在将来三类对撞机（ILC、THERA、LHC）上产生的可能物理信号,为在将来的高能实验中探测LH模型存在的物理迹象提供一些理论依据和指导.我们首先在第四章计算了LH模型预言的双荷标量φ±±对轻子味破坏（LFV）过程如一ljγ和li→ljlklk的贡献.利用li→ljγ ,我们不能得到对耦合常数Yij的限制,但我们能够得到对Y、Y’和Mφ组合的限制,结果显示,Y的上限强烈依赖于Y’和Mφ,当Mφ<2000GeV,Y’,>1×10-4时,Y≤64.对于过程li→ljlklk,它仍然不能单独限制耦合常数Yij,但利用这一过程,我们能够得到对表达式|YijYkk*|2/Mφ4的限制。结果表明对表达式|YijYkk*|2/Mφ4的限制主要来自于μ→eee ,在大多数参数空间范围内,|YijYkk*|2/Mφ4/≤2.2×10-19GeV-4利用上面的结果,我们还计算了双荷标量φ±±对e±e±→li±lj±和e+e-→li±lj±X（li,lj≠e）过程的贡献,数值结果显示,e-e-→μ-μ-的子过程截面（?）（（?））和e+e-→μ-μ-X的截面σ（s）强烈依赖于耦合常数Y,如果ILC的年积分亮度为500fb-1,则在很大的参数空间内有可能在ILC上观测到双荷标量的产生。为了更好地理解Higgs部分及超出标准模型之外的新物理,我们在第五章计算了双荷标量φ±±通过eγ,ep和pp碰撞的单个产生截面σ1（s）、σ2（s）、σ3（s）,即利用过程e-γ→l+φ--、e-p→e+Xφ--和（?）q’→W-*(WH-*)→φ+φ--讨论能否在ILC、THERA和LHC上探测到双荷标量φ--的单个产生,进而检验LH模型。结果表明,在这三类对撞机上双荷标量φ±±的产生截面都很大,有可能观测到双荷标量的单个产生信号,即能够利用e-γ→l+φ--、e-p→e+Xφ--和（?）q’→W-*(WH-*)→φ+φ--过程检验LH模型的正确性.

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-5
第一章 引言  5-13
  §1.1 标准模型和中微子质量问题  5-7
  §1.2 可能的新物理理论  7-11
  §1.3 工作简介  11-13
第二章 小Higgs理论综述  13-27
  §2.1 小Higgs理论基本思想及模型分类  13-16
    §2.1.1 小Higgs理论基本思想  13-14
    §2.1.2 直积群模型  14-15
    §2.1.3 简单群模型  15-16
  §2.2 最小Higgs模型  16-27
    §2.2.1 最小Higgs模型基本内容及其预言的新粒子  16-21
    §2.2.2 最小Higgs模型中的中微子质量  21-23
    §2.2.3 新标量粒子φ的性质  23-27
第三章 对撞机简介  27-31
  §3.1 对撞机的基本参量  27
  §3.2 对撞机分类与简介  27-31
第四章 最小Higgs模型在ILC上的可能轻子味破坏信号  31-37
  §4.1 荷电标量和LFV过程l_i→l_(jγ),l_i→l_jl_kl_k  31-33
  §4.2 双荷标量φ~(±±)和LFV过程e~±e~±→l_i~±l_j~±,e~+e~→l_i~±l_j~±X  33-37
第五章 双荷标量粒子的单个产生  37-44
  §5.1 双荷标量φ~(±±)的相关耦合  37-38
  §5.2 φ~(--)在ILC上的单个产生  38-40
  §5-3 φ~(--)在THERA上的单个产生  40-41
  §5.4 φ~(--)在LHC上的单个产生  41-44
第六章 结论  44-46
附录一 LH模型中标量三重态的相关耦合及部分衰变宽度  46-49
附录二 研究生期间所做的工作  49-50
参考文献  50-54
致谢  54-55

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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 > 实验与测定
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