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《中国科学技术大学》 2007年
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顶夸克对产生的R宇称破坏效应及带电Higgs对产生的研究

王雷  
【摘要】: 包含强相互作用和电弱相互作用的标准模型(SM)在电弱能标的尺度下对于自然属性的描述已经取得了巨大的成功。过去和当前的加速器,例如位于欧洲核子中心(CERN)的LEP和费米实验室的Tevatron,已经对它的正确性作出了验证。其中近年来标准模型检验所取得的巨大的成功之一就是1995年top夸克的发现,然而模型理论所预言的提供粒子质量的Higgs玻色子迄今为止尚未发现。还有诸如等级差问题等困难使得人们越来越相信,它是一个更基本的理论的低能(~100GeV)有效近似。因此,在理论和实验上寻找标准模型以外的新物理成了当前粒子物理研究的一个主要内容。最小超对称标准模型(MSSM)是标准模型的众多扩展模型中最有吸引力的一个。最小超对称标准模型预言存在五个物理的Higgs粒子:两个CP宇称为偶的中性Higgs粒子H~0,h~0,一个CP宇称为奇的中性Higgs粒子A~0,及一对带电的Higgs粒子H~±。从现象学的观点来说,在MSSM的退耦区域(例如,当M_A~0>200 GeV,M_A~0~M_H~0~M_H~±>>M_h~0),如果我们发现一个中性的轻Higgs粒子,我们不能判断它是属于SM还是属于MSSM,因为这个粒子的特性(例如量子数,耦合系数,分支比,等等)在SM和MSSM是几乎一样的。而带电Higgs粒子的发现是一个明确的有SM以外新物理的信号。 R宇称在超对称理论的现象学中有着十分重要的地位,R宇称守恒的最小超对称标准模型下,超对称粒子必须成对产生,且最轻的超对称粒子(LSP)必须是稳定的;而在R宇称破坏的最小超对称模型下,最轻的超对称粒子可以单个产生而且超对称粒子可以衰变成普通粒子。从理论本身来看,MSSM并没有要求R宇称是个守恒量,因而包含R宇称不守恒的MSSM是更一般的超对称理论。 在R宇称守恒的最小超对称标准模型下,在直线对撞机上,H~±能够通过e~+e~-或γγ对撞模式成对的产生。γγ对撞模式可以通过康普顿背散射光子实现,即用强激光的光子在极化e~+e~-束上散射。一般的,γγ→H~+H~-的截面比e~+e~-→H~+H~-的大,因为e~+e~-对撞模式是s道压低的。我们给出了在MSSM中过程e~+e~-→γγ→H~+H~-完整的单圈修正的计算。 最近这些年,R宇称破坏的最小超对称标准模型引起了人们很大的关注。top夸克对产生的精确测量可能发现SM以外的新物理。任何与标准模型理论预言有偏差的可观测量都可能是有新物理的表现。我们研究了过程e~+e~-→t(?)和e~+e~-→γγ→t(?)在MSSM中的轻子数破坏的R宇称破坏效应。 本论文的创新之处在于以下几个方面: ·本文首次研究了MSSM下带电Higgs玻色子对在LC上完整的单圈修正,我们给出了目前这个反应过程的精确的理论预言,对未来LC实验寻找H~±和标准模型以外的新物理有着指导意义。 ·我们首次研究了过程e~+e~-→t(?)和e~+e~-→γγ→t(?)在MSSM中的轻子数破坏的R宇称破坏效应。R宇称破坏效应很大程度上改变了MSSM的截面,我们可以利用理论结果去发现R的信号或者给R参数更严格的限制。 ·在过程e~+e~-→γγ→H~+H~-完整的单圈修正研究中我们采用了目前国际上通用的SPA参数分析方法,提供了一个标准化的结果,方便别人在理论和实验上比较。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O572.2

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