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文檔簡介
1、1954年,楊振寧和米爾斯(R.L.Mills)提出了非阿貝爾規(guī)范場的理論,定域?qū)ΨQ性就成為相互作用力和基本粒子結(jié)構(gòu)的本源。1964年,Peter Higgs將凝聚態(tài)相變的觀念,引進(jìn)到場論形成真空相變和對(duì)稱性自發(fā)破缺的概念,使得統(tǒng)一性和多樣性得以結(jié)合,對(duì)稱性原本相同的粒子,在對(duì)稱性自發(fā)破缺以后,可以獲得不同的質(zhì)量,從而造就了今天千姿百態(tài)的世界。在這個(gè)基礎(chǔ)之上,格拉肖(Sheldon Glashow)、溫伯格(steven Weinber
2、g)和薩拉姆(Aldus Salam)用SU(2)×U(1)群的對(duì)稱性和規(guī)范場,統(tǒng)一了弱相互作用和電磁相互作用,形成了由三代夸克和輕子,三種相互作用力的傳播子,膠子、光子、W和Z粒子組成的標(biāo)準(zhǔn)模型。標(biāo)準(zhǔn)模型和實(shí)驗(yàn)符合得很好,遺憾的是引發(fā)對(duì)稱性自發(fā)破缺性的Higgs玻色子可能質(zhì)量太大,在目前的加速器實(shí)驗(yàn)中間,還沒有觀察到. 標(biāo)準(zhǔn)模型雖然已經(jīng)取得了巨大的成功,但是仍然存在諸多問題,其中之一就是Higgs玻色子質(zhì)量的平方發(fā)散問題一等級(jí)
3、差問題,目前構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)模型以外新物理主要的動(dòng)機(jī)就是解決電弱能標(biāo)和普朗克能標(biāo)之間的等級(jí)差問題和微調(diào)問題。nttlest Higgs模型通過引入一系列與標(biāo)準(zhǔn)模型規(guī)范玻色子具有相同的量子數(shù)的重規(guī)范玻色子,以及一個(gè)重的T夸克,以消除標(biāo)準(zhǔn)模型的規(guī)范玻色子圈和top夸克圈引起的Higgs粒子質(zhì)量的平方發(fā)散。在LH模型中,Higgs機(jī)制仍然是一塊不可或缺的基石,通過對(duì)Higgs三線性自耦合的測量,得以研究Higgs勢并揭示對(duì)稱性自發(fā)破缺和Higgs粒子
4、質(zhì)量產(chǎn)生機(jī)制的細(xì)節(jié).由于top夸克的質(zhì)量很重,壽命極短,往往來不及束縛成強(qiáng)子就已經(jīng)發(fā)生衰變,因此對(duì)新物理十分敏感。由于top夸克優(yōu)良的特性,使得FCNC耦合成為top夸克研究的重要領(lǐng)域。標(biāo)準(zhǔn)模型的各種擴(kuò)展模型中預(yù)言的新粒子將出現(xiàn)在圈中因而對(duì)味道改變的過程產(chǎn)生重要貢獻(xiàn)。任何與標(biāo)準(zhǔn)模型的觀測結(jié)果相偏離的FCNC耦合毫無疑問將預(yù)示新物理的存在。 超對(duì)稱理論引入了擴(kuò)展的時(shí)空對(duì)稱性,由費(fèi)米性和玻色性的伴隨子之間的對(duì)稱性來消除了Higgs粒
5、子質(zhì)量的平方發(fā)散。在Higgs玻色子的諸多耦合特性中,它與費(fèi)米子的耦合強(qiáng)度是與費(fèi)米子質(zhì)量成比例的,top夸克是最重的費(fèi)米子,因此,top夸克Yukawa耦合的測量應(yīng)該是最容易的。最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型下e<'+>e<'->→tth<'0>過程的研究為比較MSSM和SM的Yukawa耦合提供了一個(gè)很有效的途徑.由于標(biāo)準(zhǔn)模型中并不存在帶電的標(biāo)量玻色子部分,因此, MSSM的帶電Higgs玻色子扮演著非常重要的角色,實(shí)驗(yàn)上,它的發(fā)現(xiàn)就預(yù)示著標(biāo)準(zhǔn)模
6、型以外新物理的存在。帶電Higgs玻色子的一種很重要的產(chǎn)生機(jī)制就是單個(gè)產(chǎn)生,其中帶電Higgs玻色子和帶電規(guī)范玻色子W 產(chǎn)生過程e<'+>e<'->→φ<'0>H<'±>W (φ<'0>=h<'0>,H<'0>,A<'0>)是研究中性Higgs玻色子(h<'0>,H<'0>或A<'0>),帶電Higgs玻色子和規(guī)范玻色子(W<'±>)之間的相互作用的一個(gè)優(yōu)秀的途徑,同樣也是研究帶電Higgs玻色子特性的重要候選反映道。本論文的創(chuàng)新之處如
7、下: ·本論文首次詳細(xì)地研究了Littlest Higgs模型的新物理對(duì)中性Higgs粒子對(duì)在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的產(chǎn)生過程pp→H<'0>H<'0>,以及top夸克的FCNC味道改變稀有衰變過程t→cH<'0>的效應(yīng),為Higgs玻色子自相互作用的研究提供了重要的理論指導(dǎo).同時(shí)自行獨(dú)立推導(dǎo)Littlest Higgs模型部分頂點(diǎn)。 ·直線對(duì)撞機(jī)上tth<'0>的聯(lián)合產(chǎn)生過程為Yukawa耦合強(qiáng)度的測量提供了很重要的手段,為
8、比較不同模型下Yukawa耦合特性的差異,精確的理論計(jì)算十分必要.本文首次精確的地計(jì)算了最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型下e<'+>e<'->→tth<'0>過程的單圈階電弱輻射修正,并分別在相空間積分和傳播子上采用不同的Higgs粒子質(zhì)量以保證計(jì)算的規(guī)范不變性. ·帶電的Higgs玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型中沒有的,因此,帶電Higgs粒子的發(fā)現(xiàn)就是新物理存在的最有力的證據(jù),為確定帶電Higgs粒子是否來自于MSSM,高階輻射修正的研究就顯得很有必要
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