LHC对撞机上γγ→tt-过程的电弱修正

摘要

由六味夸克和轻子作为物质的基本组元而建立的粒子物理标准模型堪称二十世纪物理学最重大的成就之一。对这一模型进行进一步的精确检验，并确定其参数自然成为当前高能物理研究的主要课题。2010年3月末，位于法国和瑞士边界的欧洲大型强子对撞机(LHC)正式全面投入运行，成为目前世界上能量最高的强子对撞机。LHC对撞机的主要物理目标就是进一步检验标准模型，并寻找超出标准模型新物理存在的证据。
　　 1995年，美国费米实验室Tevatron对撞机上的两个实验组CDF和D0同时发现了粒子物理标准模型所预言的第六味夸克，即Top夸克。由标准模型我们知道，精确测量Top夸克和W玻色子的质量可以间接地限制人们尚未发现的Higgs玻色子的质量。因此，从发现Top夸克之日起，人们就开始致力于包括质量在内的Top夸克的各种性质的实验研究。但直到目前，人们对Top夸克的很多性质，例如：电荷、宽度以及它与其他粒子的耦合等在实验上还是了解的很少。
　　 LHC对撞机上的ATLAS和CMS实验组计划在距离对撞点大约100m—400m，非常靠近束流的地方加装一种被称为前端探测器(VFD)的辅助设备。该前端探测器可以用来标记出射的质子并测量其能量损失ξ=Eloss/Ebeam，这一辅助设备的安装将为在LHC对撞机上研究高能光子碰撞引起的相互作用过程提供了可能。
　　 本文在标准模型框架下，利用等效光子近似计算了LHC对撞机上pp(γγ→t((t))pp过程的电弱修正．结果表明：对于LHC对撞机上pp(γγ→t((t))pp过程，其单圈电弱修正后的截面相对较小，只有fb量级。但是，当LHC的质心能量达到14TeV，初态光子极化相同时，相对修正因子可高达—7％。因此，对于LHC对撞机上背景极其干净的高能光子相互作用过程来说，电弱修正效应是必须要考虑的。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

第二章 标准模型(SM)简介

2.1 SM中的物质场与规范场

2.2 SM拉氏量

第三章 SM的重整化

3.1 发散困难

3.2 重整化的内容

3.2.1 正规化

3.2.2 抵消项

3.2.3 重整化条件

3.2.4 重整化常数的具体形式

3.2.5 重整化方案

3.3 QED的单圈重整化

3.4 QCD的单圈重整化

第四章 LHC对撞机与等效光子近似

4.1 LHC对撞机简介

4.2 等效光子近似

第五章 LHC对撞机上γγ→t(t)过程的电弱修正

5.1 研究动机

5.2 树图分析

5.3 辐射修正

5.4 数值结果与讨论

5.5 总结

第六章 总结和展望

参考文献

第八章 致谢