LHT模型中T+在ep对撞机上单产生的研究

论文摘要

标准模型的巨大成功来自于其对实验结果的自然诠释和未知物理的正确预言。2012年发现了 Higgs粒子,为研究电弱对称性自发破缺机制提供了更多的素材。但是标准模型的精细调节问题仍一直困扰着理论家,作为解决此问题的方案之一,人们提出了具有T宇称的最小希格斯模型（LHT）。除此之外,LHT模型还预言了如重顶夸克伴子等新粒子的存在。现有的实验数据虽然允许LHT模型自然地解决精细调节问题,但LHT模型所预言的新物理效应却始终不肯露面。本文首先回顾了标准模型和LHT模型,然后简要介绍了对撞机物理的一些基本知识,在此基础上对LHT模型所预言的偶T宇称类矢量顶夸克伴子T+在ep对撞机上的信号进行了寻找分析。我们选取了两种ep对撞机方案LHeC（（?）=1.98TeV）和FCC-eh（（?）=5.29TeV）,分别计算了非极化初态电子束流情况下T+单产生的散射截面随两个自由参数f和R的变化情况。之后我们还发现,如果初态电子的左手极化率达到80%,则散射截面可以提升至非极化初态时的1.8倍。之后我们通过T+的最大衰变道Wb并取W玻色子的轻子衰变道分析了信号过程主要的标准模型背景。最后根据信号的特征选取了一组筛选条件来提高信号的显著度,得出在2σ显著度时,LHeC和FCC-eh对T+的探测能力。结果显示,LHeC的探测能力并没有超出现有的电弱实验和Higgs数据对顶夸克伴子质量的限制。而当FCC-eh在积分亮度达到100 fb-1,1000 fb-1,3000 fb-1时,分别可以将r+质量的下限推至1350 GeV,1500 GeV和1565 GeV,这将超出现有的间接实验排除限制以及LHC直接限制。如果我们进一步考虑具有3000fb-1积分亮度的HL-LHC,FCC-eh在相同亮度时与HL-LHC的探测能力在不同的参数空间中各有长短,此时精细调节将会达到2%左右。即便受到如此强烈的限制,但我们仍然可以认为LHT模型是解决精细调节问题的一种自然方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 第2章 粒子物理标准模型
•   2.1 标准模型粒子谱
•   2.2 标准模型拉氏量
•     2.2.1 QED拉氏量
•     2.2.2 电弱统一拉氏量
•     2.2.3 QCD拉氏量
•   2.3 精细调节问题
• 第3章 具有T宇称的最小希格斯模型
•   3.1 标量场及规范场
•   3.2 费米场
•   3.3 汤川耦合
• 第4章 高能对撞机物理
•   4.1 对撞机类型
•     4.1.1 正负电子对撞机
•     4.1.2 质子对撞机
•     4.1.3 电子-质子对撞机
•   4.2 对撞机参数
•     4.2.1 质心能量
•     4.2.2 积分亮度
•     4.2.3 束流极化率
•   4.3 散射过程
•   4.4 末态粒子运动学信息分析
• +在ep对撞机上单产生的研究'>第5章 LHT模型中T₊在ep对撞机上单产生的研究
•   5.1 顶夸克伴子在ep对撞机上的信号分析
•     5.1.1 在LHeC（（?）=1.98TeV）上进行探测
•     5.1.2 在FCC-eh（（?）=5.29TeV）上进行探测
•     5.1.3 小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 附录A 高能唯象学软件工具介绍
•   A.1 程序概览
• aMC@NLO'>  A.2 MadGraph5_aMC@NLO
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与完成的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 侯镖锋

导师: 杨炳方

关键词: 具有宇称的最小希格斯模型,顶夸克伴子,新物理,对撞机

来源: 河南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 河南师范大学

分类号: O572.214

DOI: 10.27118/d.cnki.ghesu.2019.000525

总页数: 65

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