在ILC上探测重规范玻色子的可能性

论文摘要

标准模型（SM）虽然已被大量的精确实验所检验,但是它不能解释质量产生的动力学原因,而且它的标量部分存在平庸性、不自然性等问题。因此标准模型仅是一种低能有效理论,在标准模型之外应该有新物理存在。小Higgs理论是重要的新物理的可能候选者,最小Higgs（LH）模型是实现小Higgs理论基本思想的一种模型。LH模型预言了SM粒子以外的规范玻色子ZH,BH和W（+/H）的存在。这些重规范玻色子可能对某些物理过程产生重要修正,因此能在目前或未来的对撞实验中产生有特征意义的信号。本文具体讨论了重规范玻色子在高能线性e+e-对撞机（ILC）上产生的可能物理信号。在工作部分,我们首先研究了LH模型预言的重规范玻色子对e+e-→t（t|-）h过程的贡献。结果表明,在适当的参数范围内,相对修正参数δσ/σSM的值很大。可以在未来的S1/2=800GeV的ILC中观测到。接下来计算了重规范玻色子对e+e-→ff过程（f=τ,λ,b,或c）的贡献,研究了在未来的S1/2=500GeV,￡int=340fb-1的ILC实验中通过这些过程探测新规范玻色子的可能性。结果表明,当自由参数取适当值时,可以探测到这些粒子的信号。另外通过e+e-→b|-b过程可知0.3≤c≤0.5时Mzff的探测上限可达到2.8TeV,而通过e+e-→l|-l过程可知0.64≤c’≤0.73时MBH的探测上限可达到1.26TeV。然后考虑了e+e-→vv|-H0和e+e-→W*W*vv|-→vv|-tt|-过程,计算了这些粒子对该过程产生截面的贡献。结果表明,e+e-→vv|-H0过程的截面与SM值的偏差可以与ILC测量值相比较。规范玻色子BH和ZH对e+e-→W*W*vv|-→vv|-tt|-过程的贡献很小,不能在未来的ILC实验中观测到。最后我们研究了BH,ZH和W（H|+）通过e-γ过程的单态产生,讨论探测这些粒子的可能性。结果表明不可以通过e-vv信号探测这些粒子,但在很大参数空间内可以通过衰变道BH（ZH）→1+1-观测到BH和ZH的信号。总之我们的研究结果表明很有可能在未来的ILC上发现这些新粒子的物理迹象。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 SM优缺点
• 1.2 可能的新物理理论
• 1.3 工作简介
• 第二章 LH模型的理论综述
• 2.1 标量粒子和规范玻色子
• 2.1.1 规范玻色子和赝标哥尔斯通玻色子
• 2.1.2 Higgs玻色子和电弱对称性破缺
• 2.2 费米子及其相互作用
• 2.2.1 汤川相互作用
• 2.2.2 费米规范相互作用
• 第三章 ILC简介及精确电弱测量值对LH模型参数的限制
• 3.1 ILC简介
• 3.2 精确电弱测量数据对LH模型参数的限制
• 第四章 在未来的ILC上探测重规范玻色子的可能性
• +e^-→tt|-h过程探测Z_H和B_H'>4.1 通过e⁺e^-→tt|-h过程探测Z_H和B_H
• 4.1.1 tt|-h的产生截面
• 4.1.2 数值结果
• +e^-→ff过程探测Z_H和B_H'>4.2 通过e⁺e^-→ff过程探测Z_H和B_H
• H和B_H的质量及相关耦合'>4.2.1 Z_H和B_H的质量及相关耦合
• +e^-→ff过程'>4.2.2 e⁺e^-→ff过程
• H和B_H质量的限制'>4.2.3 ILC对Z_H和B_H质量的限制
• 4.3 通过WW碰撞过程探测重规范玻色子
• +e^-→vv|-H⁰过程'>4.3.1 e⁺e^-→vv|-H⁰过程
• +e^-→vv|-W^*W^*→vv|-tt|-过程'>4.3.2 e⁺e^-→vv|-W^*W^*→vv|-tt|-过程
• -γ对撞探测重规范玻色子'>4.4 通过e^-γ对撞探测重规范玻色子
• 第五章 结论
• 附录一 LH模型中的相关耦合
• 附录二 研究生期间所做的工作
• 参考文献
• 学位论文独创性声明