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强子对撞机上pp/p(p|-)→eτ/μτ+X过程的R宇称破缺效应

王长伟  
【摘要】:标准模型(SM)是一种建立在规范群SU (3)C SU(2)L U(1)Y之上描述强、电、弱三种相互作用的规范理论,在该框架下给出的许多理论预言都与当前的实验数据高度吻合,在一定程度上经受住了实践的检验。但SM并不是一个终极的完美理论,自身仍存在着一些不足之处。目前,人们普遍认为,SM只是一个低能有效理论,要处理更高能标之上的问题应该引入新物理进行探索。 在众多的新模型当中,R宇称破缺最小超对称标准模型(RPV MSSM)作为新物理的候选者有着其自身的优越性。在SM中,由于规范不变性的要求,轻子数和重子数都必须守恒,然而在RPV MSSM下却可以发生轻子数破缺过程,产生的单个超对称粒子,可衰变为两个轻子。因此,ν~(q~)→lilj是探测R宇称破缺的一个理想过程。如果能在强子对撞机上观测到这样的过程,则为新物理模型的存在提供了现实依据。因此,研究对撞机上pp pp→ν~(q~)→eτμτ+X过程的R宇称破缺效应具有很重要的意义。 实验上,Tevatron和LHC实验组分别对RPV相互作用下的pp→lilj+X过程和pp→eμ+X的过程进行了探测。Tevatron的D0和CDF探测器给出了pp→lilj+X散射截面的上限,并对耦合参数作了限制;LHC的ATLAS探测器利用收集到的pp→eμ+X过程的实验数据得到了对标量中微子质量和Z '矢量玻色子的质量的限制,这比在Tevatron上得到的限制更为严格。 理论方面,很多学者也研究了对撞机上的R宇称破缺相互作用下的相关过程,预言了散射截面,并对耦合参数作了限制。本文在R宇称破缺相互作用下,对LHC和Tevatron上树图阶的pp pp→eτ μτ+X过程进行了研究。研究表明,Tevtron(LHC)上的sneutrinos和squarks对pp pp→eτ+X过程的截面的贡献都很小。而对于pp pp→μτ+X过程,squarks的贡献占主要地位。对于pp pp→eτ+X过程,三代sfermions中ν~2、ν~3和q%2的贡献较大。而对于pp pp→μτ+X过程,q%2、q%3对截面的贡献占主要地位。我们的研究结果可为高能对撞机上探索R宇称破缺信号提供理论参考,也期待将来积累更多的数据,得到实验的进一步检验。


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