重中微子与Higgs玻色子在ILC和LHeC上的单产生

摘要

粒子物理学的标准模型(SM)是在群SU(3)C×SU(2)L×U(1)Y，的规范不变性及Higgs机制的基础上建立起来的。SM描述了弱、电、强相互作用，并很好地解释和描述了基本粒子的性质和它们之间的相互作用。它包含12种传递基本相互作用的规范玻色子(W±和Z0、γ、8种胶子)；自旋量子数J=1/2的3代费米子(包括轻子和夸克)；自旋量子数为零的Higgs粒子。SM中的中微子是电荷为零且严格无质量的。然而太阳中微子实验和大气中微子实验显示中微子是有质量的，且不同代中微子之间能够发生振荡。因此，我们需要将SM进行扩展或是提出新的理论模型。
　　 Seesaw机制很好地解决了中微子的小质量问题，同时大多数的seesaw模型预言了重轻子的存在。理论的预言推动了实验的探索。ILC和LHeC由于自身的高精度性、高亮度、背景小等特点，在人类探索新物理的过程中发挥着重要的作用。在SM中，e+e-→veveh和eq→veq'h过程是Higgs玻色子h在ILC和LHeC实验中的主要产生机制。
　　 我们研究了seesaw I机制所预言的重中微子Ni对这两个产生过程的量子修正，并讨论了通过这两个过程探测重中微子Ni的可能性。计算结果表明：在合理的参数取值范围内，对eq→veq'h过程的产生截面修正非常小；不过，对e+e-→veveh过程产生截面修正较大，其数值可达到或超过将来ILC实验的测量精度。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 中微子质量与Seesaw机制

1.2 高能实验简介

1.3 工作简介

2 Seesaw Ⅰ机制预言的新费米子

2.1 Seesaw机制的分类

2.2 重的荷电轻子在高能对撞机上的产生与衰变

2.3 重中微子在高能对撞机上的产生与衰变

2.4 探测Seesaw Ⅰ机制预言的可能的新费米子信号

3 ILC和LHeC的物理目标

3.1 ILC的物理目标

3.2 LHeC的物理目标

4 Seesaw Ⅰ机制预言的重中微子Ni与ILC和LHeC上Higgs玻色子的单产生

4.1 研究背景

4.2 重中微子Ni与ILC上Higgs玻色子的单产生

4.2.1 计算过程

4.2.2 结论和讨论

4.3 重中微子Ni与LHeC上Higgs玻色子的单产生

4.3.1 计算过程

4.3.2 结论和讨论

4.4 小结

5 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢