标准模型有效场论及其应用

论文摘要

本文讨论标准模型有效场论(SMEFT)及其应用。首先,我们简要回顾了相关的基础概念及已知的重要结果,包括算符的基底,将有效场论和高能理论相匹配的方法,反常维数矩阵,以及由威尔逊系数向观测量的匹配。然后我们讨论有效场论中树图以及单圈螺旋度振幅的一些一般性质。我们首先罗列了不同维数的算符以及与它们相对应的螺旋度振幅。然后我们展示了有效场论中不同外腿数的树图振幅的一般性质,以及对应算符如何通过重整化跑动相混合的图像。我们进一步讨论了有效场论中一类单圈振幅的有理性,作为对前人工作的推广。我们还发现了有效场论中一些有意思的为零的单圈振幅,这意味着对于这些过程有效场论和可重整理论在树图和单圈上同时不相干涉。最后我们对高至8维的有效算符就其能否通过树图产生做了区分,这有助于理解各种超出标准模型效应的重要程度。我们应用协变导数展开(CDE)的方法积掉了最小超对称模型中的neutralino和chargino粒子,得到了一系列SMEFT中的玻色型的六维有效算符。我们仔细地讨论了费米型CDE中的非寻常的手征依赖。通过计算hγγ有效耦合以及电弱偏离参数,我们对得到的结果进行了检验。我们将得到的有效算符与未来轻子对撞机的预计精度相比较,重点考察了 gaugino质量统一方案(M2(?)2M1)和反常传递方案(M1(?)3.3M2)。结果显示未来轻子对撞机上的精确测量能非常有效地探测electroweakino的性质,特别是当neutralino作为最轻超对称粒子并且和次轻的chargino或者neutralino质量相近的时候,能够填补现有对撞机上软轻子加横向动量丢失的研究存在的缺陷。我们给出了在六维单圈上将SMEFT和标准模型的单态实标量场拓展模型相匹配得到的完整结果。除了能够直接用在此类模型的精确计算中,我们的结果还体现了单圈匹配的很多一般性质。我们探讨了非超对称的非重整理论,威尔逊系数的对数依赖以及有着大的能级分裂的理论中混合圈图的重要性三者之间的联系。通过在单圈上用我们的结果计算T参数,我们强调了在SMEFT次领头阶计算观测量的一些微妙之处。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• Chapter 1 Introduction
• Chapter 2 Basics of SMEFT
•   2.1 The Operator Basis
•   2.2 Matching and Covariant Derivative Expansion
•   2.3 The anomalous dimension matrix
•   2.4 From Wilson coefficients to observables
• Chapter 3 Patterns of Helicity Amplitudes in the EFT
•   3.1 Introduction
•   3.2 Classification of Higher Dimensional Operators
•   3.3 Tree-Level Helicity Amplitudes
•   3.4 One-Loop Helicity Amplitudes
•     3.4.1 Non-Interference at one-Loop
•   3.5 The Tree vs.Loop Classification of Operator Coefficients
•   3.6 Discussion
• Chapter 4 Integrating out Neutralinos and Charginos in the MSSM
•   4.1 Introduction
•   4.2 The Formalism
•   4.3 Analytical Results and Check
•   4.4 Projected Future Constraints
•   4.5 Conclusions
• Chapter 5 Complete One-Loop Matching for a Singlet Scalar
•   5.1 Introduction
•   5.2 The Model and Tree-level Matching
•   5.3 one-loop Matching
•   5.4 Mixed Diagrams and Non-renormalization Theorems
•   5.5 Mapping to Observables
•   5.6 Conclusion
• Chapter 6 Summary and Outlook
• Chapter A Vanishing of Rational Terms
• Chapter B Transformations for CDE in the MSSM
• Chapter C Matching Results of the MSSM
• Chapter D Matching Results of the Singlet in Warsaw Basis
• Bibliography
• Publication List
• Acknowledgements

文章来源

类型: 博士论文

作者: 蒋民源

导师: 张若筠（Yeuk-Kwan Cheung）

关键词: 标准模型,有效场论,匹配,最小超对称模型,单态标量场,螺旋度振幅

来源: 南京大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 南京大学

分类号: O572.2

总页数: 110

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