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直线对撞机上LHT模型下e~+e~-(γγ)→b(?)过程的研究

作　者: 韩金钟
导　师: 王学雷
学　校: 河南师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 标准模型 LHT模型味改变过程产生截面国际直线对撞机(ILC)
分类号: O572.214
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

粒子物理的标准模型（SM）,是描述基本粒子及其强相互作用和电弱相互作用的规范理论,标准模型创建四十多年来已被大量的精确实验所检验。但是它不能解释电弱对称性破缺的来源,而且其标量场部分存在平庸性、不自然性等问题。因此标准模型只是一个低能有效理论,在高能区它将被一个更深刻、自洽的理论所替代。为此,人们进行了大量积极的、有意义的探索,提出了许多新理论,如超对称（SUSY）理论、人工色（Technicolor）理论、小Higgs理论,其中,带T宇称的最小Higgs模型（LHT）就是目前人们十分关注的一种新物理模型。寻找味改变中性流（FCNC）是未来的高能对撞机的重要任务之一。由于SM中存在GIM机制,FCNC在树图阶是被禁止的;而在单圈阶又被极度压低。在一些超出SM的新物理模型中,会存在一些新的味改变耦合;这些味改变耦合的存在会大大提高一些味改变产生过程的截面。围绕最小超对称模型（MSSM）、双Higgs模型（2HDM）、TC2模型和带T宇称的Little Higgs模型（LHT）等有许多关于味改变过程的研究。因此,味改变过程在寻找新物理信号方面起着至关重要的作用。我们正是在国际直线对撞机（ILC）上,围绕LHT模型,对味改变e⁺e^- （γγ）→b（s|-）过程进行了研究,以期为实验检验LHT模型提供理论指导。计划中的ILC质心能量为s^1/2 = 300G eV - 1.5TeV,年积分亮度为500 fb^-1 ;在ILC上不但能实现e⁺e^-对撞,还能实现γγ对撞。ILC亮度高、背景干净,是探测新物理信号的理想场所。在工作部分,我们在ILC上,LHT模型下,对味改变过程e⁺e^- （γγ）→b（s|-）开展了研究。通过研究发现,对大质量镜像夸克,这两个过程在ILC上均可被探测到。因此,在ILC上通过对e⁺e^- （γγ）→b（s|-）过程的研究,能提供一个独特的方法去研究LHT模型中味改变耦合的性质,从而为实验检验LHT模型和区分其他新物理模型提供理论指导。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章前言  9-14
  1.1 标准模型简介及其存在的问题  9-11
  1.2 几种新物理模型  11-13
  1.3 工作简介  13-14
第二章 LHT 模型介绍  14-23
  2.1 规范和标量部分  14-18
  2.2 费米子部分  18-19
  2.3 汤川（Yukawa）耦合部分  19-21
  2.4 镜像弱混合部分  21-23
第三章 ILC 简介及LHT 模型唯象研究  23-43
  3.1 国际直线对撞机（ILC）  23-30
    3.1.1 对撞机概述  23-25
    3.1.2 ILC 的主要特点  25-26
    3.1.3 ILC 上可能寻找的物理目标  26-27
    3.1.4 光子对撞机原理  27-30
  3.2 LHT 模型中的唯象研究  30-43
    3.2.1 LHT 模型对稀有衰变过程的贡献  30-33
    3.2.2 LHT 模型对一些产生过程的贡献  33-36
    3.2.3 LHT 模型中新粒子产生的研究  36-43
第四章直线对撞机上LHT 模型下e~+ e~-(γγ) →b(s|-) 过程的研究  43-53
  4.1 引言  43-44
  4.2 在LHT 模型下BOTTOM-STRANGE 夸克的产生  44-47
    4.2.1 LHT 模型对b(s|-)Z ( γ) 的单圈贡献  44-45
    4.2.2 LHT 模型下e~+e~-→b(s|-) 和γγ→b(s|-) 过程截面的计算  45-47
  4.3 e~+ e~-→b(s|-) 和γγ→b(s|-) 截面的数据分析  47-51
  4.4 几种物理模型下b(s|-) 夸克产生截面的对比  51
  4.5 总结  51-53
第五章总结与展望  53-54
附录A：有效顶角b(s|-)Z ( γ) 的具体表达式Γ_(b(s|-)γ)~μ,Γ_(b(s|-)Z)~μ  54-61
附录B：标准函数定义  61-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间的研究成果  68

直线对撞机上LHT模型下e~+e~-(γγ)→b(?)过程的研究

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