自发对称性破缺的双希格斯模型研究

摘要

粒子物理标准模型的重大突破之一是引进了由单个希格斯二重态引起的对称自发破缺机制，从而使规范粒子，夸克和轻子得到质量。但是，单个的希格斯二重态不能引起CP对称性自发破缺。早在1973年，李政道先生就提出了对称性自发破缺的想法。这样至少需要两个希格斯二生态，凶此，双希格斯二重态模型作为标准模型的自然推广，曾被不少粒子物理学家讨论研究过。但直到1994年以后，CP对称性自发破缺的一个自洽和现实的模型才在双希格斯二重态模型(S2HDM)中逐渐完整的建立起来，并取得了突破进展。模型不仅解释了标准模型中CP破坏机制的起源，还发现了一类重要的新的CP破坏源。具体来讲查可概括为：1)CP对称性破缺起源于真空自发破缺后两个非零的真空期待值之间的相对位相。真空自发破缺后，不仪使每个夸克和轻子获得质量，而且它们还得到一个物理上非平庸的CP破坏相位。因此，在CP自发破缺的双希格斯二重态模型中，费米子需要同时由质量和CP位相两个量子数来描述，这使得模型具有非常丰富的CP破坏源。2)由单个真空位相诱导的所有CP破坏可按相互作用类型分为四类：带电规范矢量粒子-夸克和轻子的相互作用(即标准模型中的CP破坏)：带电希格斯标量粒了-夸克和轻了相互作用;中性希格斯标量粒子-夸克和轻子相互作用;规范矢量粒了-希格斯标量粒了相互作用。3)模型中的新的标量相互作用可以导致许多新的物理唯象，尤其是在CP破坏的研究上，导致很多有意思的不同于标准模型的物理可观测量，有望在今后的B介子工厂和LHC上得剑检验。本文将主要基于介绍CP对称性自发破缺的双希格斯二重态模型，包括建立模型的动机，模型的主要结构和唯象上的心用，为进一步深入研究该模型给出一定的方向。