顶色辅助的人工色模型预言的玻色子与LHC上顶夸克对的产生

摘要

标准模型(SM)已经取得了显著的成功,它是当前粒子学界公认的最好的理论。然而标准模型存在着诸多自身难以解决的问题,如:无法解释电弱对称破缺的根源、自由参数太多、平庸性和不自然性等问题。另外,SM认为中微子是没有质量的,但是中微子振荡实验证明中微子具有很小的质量,并且是振荡的。可见SM是一种低能有效理论,超出SM之外应该存在新物理理论。因此,人们展开了积极的探索,提出了许多新的理论,比如:小Higgs理论,超对称理论,人工色理论等。其中,顶色辅助的人工色(TC2)模型是近几年人们比较感兴趣的模型,该模型会对SM的一些过程的可观测量产生相对修正,将有助于高能物理实验检验新物理理论。
　　 本文首先计算了TC2模型预言的标量粒子(π±t,π0t,h0t和htc)对大型强子对撞机(LHC)上t(t)的产生。我们的计算结果表明,当LHC的质心能量达到14TeV时,新标量粒子对t(t)产生截面的修正比较大,相对修正参数R1的值超过了10％,达到LHC的探测精度。我们还考虑到了顶夸克衰变过程中的自旋关联。当200GeV≤M≤450GeV、0.03≤ε≤0.09时,相对修正参数R2的值在14％～29％范围之内。最后,又计算出标量粒子对横动量分布的相对修正参数R3和t(t)不变质量的相对修正值参数R4的数值。当模型参数ε=0.05,标量粒子的质量M=300GeV时,R3与R4的值分别在9％～52％和10％～17％之内。
　　 另外,我们还分别考虑了TC2模型预言的色八重态规范波色子Ba和色单态规范玻色子Z'对LHC上t(t)的产生。当模型参数k=1.5,Ba的质量MB=600GeV时,Ba对t(t)产生截面的相对修正值为8.2％；当k1=0.3,Z'的质量MZ'=1000GeV时,Z'对t(t)产生截面的相对修正的值为2.8％。其次,我们考虑了上述两种规范玻色子对顶夸克自旋关联的修正。当k=1.5、MB=600GeV和k1=0.3、MZ'=1000GeV时,Ba和Z'对顶夸克自旋关联的相对修正值分别为7.9％和2.5％。最后,我们计算了规范玻色子Ba、Z'对t(t)不变质量分布的相对修正。取k=2.0为定值,当Mt(t)=550GeV、MB=500GeV时,Ba对t(t)不变质量分布的相对修正值为7.8％；取k1=0.5为定值,当MZ'=500GeV、Mt(t)=550GeV时,Z'对t(t)不变质量分布的相对修正值为2.9％。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 顶色辅助的人工色(TC2)模型的提出

1.2 研究顶夸克物理的意义

1.3 工作简介

第二章 顶夸克物理

2.1 顶夸克的基本特性

2.2 顶夸克在强子对撞机上的产生

2.2.1 顶夸克对的产生

2.2.2 单个顶夸克的产生

2.2.3 (tt)X0(X0=γ,Z,H)联合产生.

2.3 顶夸克在直线对撞机上的产生

2.4 顶夸克自旋关联

第三章 新物理模型下的玻色子

3.1 玻色子简介

3.1.1 标量玻色子

3.1.2 规范玻色子

3.2 几种新模型预言的玻色子的性质

3.2.1 TC2模型预言的玻色子

3.2.2 LRTH模型预言的玻色子

3.2.3 LHT模型预言的玻色子

第四章 TC2模型预言的标量粒子对LHC上(tt)产生

4.1 研究背景

4.2 标量粒子对硼关物理量的修正

4.3 数值讨论

第五章 TC2模型预言的规范玻色子对LHC上(tt)的产生

5.1 研究动机

5.2 振幅表达式

5.3 数值分析

第六章 总结

附录一 Mb,Mc,Me和Mi振幅中的形状因子

附录二 研究生期间的工作

参考文献

致谢