光子对撞机上规范玻色子B产生过程γγ→ffB的研究

摘要

标准模型(SM)是过去几十年来粒子物理最为成功和成熟的理论，对撞机上的实验数据使它获得了强有力的支持。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，标准模型只是一种低能有效理论，在TeV能标应存在有超出标准模型的新物理。为此，人们提出了一些超出标准模型的新物理模型(如：超对称理论，动力学破缺理论以及Little Higgs模型等)。 Little Higgs模型是一种电弱对称性自发破缺理论，而Littlest Higgs模型是LittleHiggs思想的最简单实现，是一种现实模型。该模型预言存在一些新的重规范玻色子(W<,H><'±>、Z<,H>、B<,H>)、类矢Top夸克和重的标量粒子等，这些新粒子的质量应远大于1TeV(除了规范玻色子B<,H>的质量在几百个GeV)。Littlest Higgs模型预言的新粒子，特别是新的规范玻色子，可能会在目前或将来的对撞实验中产生具有特征意义的信号。 计划中的ILC具有高能量、高亮度的特点，并且它还可实现光子对撞。ILC的一个重要目标就是寻找Higgs粒子和标准模型之外的新物理。将来的高亮度、高能量的ILC将能为探测这些新粒子(尤其是最轻的规范玻色子B<,H>)打开一个理想的窗口。 在工作部分，我们在Littlest Higgs模型框架下，研究了γγ对撞机上新的规范玻色子B<,H>协同费米对的产生过程γγ→ffB<,H>。研究结果表明：在γγ→ffB<,H>中，γγ→ι<'+>ι<'->B<,H>(ι=e,μ,τ)的截面最大，在电弱精确检验所允许的大部分参数范围(f=1-2TeV，c=0-0.5，c’=0.62-0.73)，γγ→ι<'+>ι<'->B<,H>(ι=e,μ,τ)的产生截面可达10<'-1>～10<'0>fb，在高亮度的ILC上，将有足够多的事例数产生。因为粒子ι′(ι′=e,μ)很容易被识别，所以，γγ→ι′<'+>ι′<'->B<,H>是探测中性规范玻色子B<,H>的理想的选择。在合理的参数空间内，可以通过衰变道B<,H>→ι′<'+>ι′<'->，2h，W<'+>W<'->探测到B <,H>的产生信号。而衰变模式B<,H>→2h可为证实Higgs质量平方发散抵消这一重要特征提供重要依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

第二章Littlest Higgs模型理论综述及唯象研究

2.1 Little Higgs模型的基本思想和实现机制

2.2 Littlest Higgs模型概述

2.2.1标量动力学项和规范玻色子

2.2.2费米子及其相互作用

2.2.3有效Higgs势和电弱对称性破缺

2.2.4 Littlest Higgs模型自由参数

2.2.5三个规范玻色子的耦合

2.2.6重顶夸克T在高能对撞机上可能的物理迹象

2.2.7规范玻色子在对撞机上可能的物理迹象

第三章高能对撞机及ILC对撞机简介

3.1对撞机简介

3.2光子对撞机简介

3.3计划中的ILC及其ILC上的物理

第四章γγ对撞机上规范玻色子BH产生过程γγ→-ffBH的研究

4.1引言

4.2γγ→-ffBH的产生截面

4.3结果与讨论

4.4总结

第五章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果

致谢