高能對(duì)撞機(jī)上H0W+W-耦合和J-ψ伴隨W-Z產(chǎn)生的精確研究.pdf

1、標(biāo)準(zhǔn)模型雖然取得了巨大的成功，但是它所預(yù)言的Higgs粒子一直沒有找到。為了研究電弱對(duì)稱性破缺機(jī)制，尋找Higgs粒子以及研究它的耦合性質(zhì)，是目前和將來高能物理對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)的最重要的目標(biāo)之一。其中，研究Higgs的耦合特性是重建Higgs勢(shì)的關(guān)鍵，這也將為確定標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新物理模型提供有力的理論依據(jù)。
　　 在本文中，我們分別計(jì)算了大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）和國(guó)際直線對(duì)撞機(jī)（ILC）上Higgs與W對(duì)伴隨產(chǎn)生過程的NLO QCD和

2、電弱輻射修正，并且給出了次領(lǐng)頭階的總截面，以及末態(tài)粒子橫動(dòng)量和不變質(zhì)量的分布等精確的理論預(yù)言。我們發(fā)現(xiàn)在LHC上，NLO QCD修正達(dá)到了50％，ILC上的NLO電弱修正最大也達(dá)到了負(fù)的百分之十幾，這么顯著的NLO修正的效應(yīng)在將來的實(shí)驗(yàn)上是必須要考慮的。通過精確的理論預(yù)言，我們?yōu)長(zhǎng)HC和未來的ILC上研究Higgs與W玻色子耦合特性的精確實(shí)驗(yàn)提供了理論支持。在NLO QCD 修正的計(jì)算中，紅外發(fā)散的處理是一個(gè)難點(diǎn)。這里，我們采用維數(shù)正規(guī)

3、化來分離紅外發(fā)散。
　　 其中，圈圖中的紅外發(fā)散，我們給出了解析的表達(dá)式，對(duì)于實(shí)輻射部分，我們采用兩截?cái)嘞嗫臻g分割（TCPSS）的方法進(jìn)行了處理。
　　 重夸克偶素的衰變和產(chǎn)生的研究一直是粒子物理中的一個(gè)熱點(diǎn)和前沿問題。
　　 非相對(duì)論量子色動(dòng)力學(xué)（NRQCD）的因子化方法是目前許多研究重夸克偶素產(chǎn)生的理論工作中一個(gè)比較好的方法。NRQCD理論一個(gè)重要的特點(diǎn)是預(yù)言了色八重態(tài)的存在，并且非微擾部分的長(zhǎng)程矩陣元不依賴

4、于具體過程，具有普適性。
　　 J/ψ與W/Z玻色子伴隨產(chǎn)生的過程，色八重態(tài)的貢獻(xiàn)占主要地位，所以可以用來進(jìn)一步檢驗(yàn)色八重態(tài)機(jī)制和提取普適性的色八重態(tài)的長(zhǎng)程矩陣元。另外，W，Z和J/ψ粒子都是通過純輕子衰變來鑒別，這樣可以大大壓低強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上復(fù)雜的背景信號(hào)。最近，人們發(fā)現(xiàn)NLO QCD 修正的貢獻(xiàn)非常重要，通過次領(lǐng)頭階的計(jì)算，許多試驗(yàn)結(jié)果得到了很好的解釋。在本文中，我們研究了LHC上J/ψ伴隨W，Z 粒子產(chǎn)生的(α3sv7)階的

5、貢獻(xiàn)，給出了J/ψ粒子橫動(dòng)量的分布和對(duì)應(yīng)的K-因子。在pp → J/ψ +W +X過程的計(jì)算中，我們發(fā)現(xiàn)只有同時(shí)考慮了短程部分和長(zhǎng)程矩陣元次領(lǐng)頭階的貢獻(xiàn)后，該過程中出現(xiàn)的紅外發(fā)散才可以完全消除。
　　 本論文研究中的主要?jiǎng)?chuàng)新之處如下：
　　 1.本文首次系統(tǒng)的研究了高能對(duì)撞機(jī)上H0W+W? 伴隨產(chǎn)生的過程，分別計(jì)算了LHC和ILC上該過程的QCD和電弱單圈修正，得到了該過程目前最精確的理論預(yù)言，這對(duì)于檢驗(yàn)Higgs 與W

6、 粒子的耦合性質(zhì)有重要意義，為將來LHC和ILC上研究H0W+W?的產(chǎn)生信號(hào)提供了理論支持。
　　 2.在計(jì)算NLO QCD 修正時(shí)，對(duì)于標(biāo)量積分函數(shù)中的紅外發(fā)散，我們采用了維數(shù)正規(guī)化（D=4?2?）來分離紅外發(fā)散，給出了包含紅外發(fā)散的兩點(diǎn)，三點(diǎn)，四點(diǎn)的標(biāo)量積分函數(shù)的解析表達(dá)式。我們首次把這些解析結(jié)果添加進(jìn)圈圖計(jì)算的程序中，并且應(yīng)用到其它的NLO QCD的計(jì)算過程。
　　 3.本文在NRQCD的理論下，我們首次研究了LH