頂夸克對(duì)產(chǎn)生的R宇稱破壞效應(yīng)及帶電Higgs對(duì)產(chǎn)生的研究.pdf

1、包含強(qiáng)相互作用和電弱相互作用的標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)在電弱能標(biāo)的尺度下對(duì)于自然屬性的描述已經(jīng)取得了巨大的成功．過(guò)去和當(dāng)前的加速器，例如位于歐洲核子中心(CERN)的LEP和費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的Tevatron，已經(jīng)對(duì)它的正確性作出了驗(yàn)證．其中近年來(lái)標(biāo)準(zhǔn)模型檢驗(yàn)所取得的巨大的成功之一就是1995年top夸克的發(fā)現(xiàn)，然而模型理論所預(yù)言的提供粒子質(zhì)量的Higgs玻色子迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)．還有諸如等級(jí)差問(wèn)題等困難使得人們?cè)絹?lái)越相信，它是一個(gè)更基本的理論的低能(

2、～100GeV)有效近似．因此，在理論和實(shí)驗(yàn)上尋找標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新物理成了當(dāng)前粒子物理研究的一個(gè)主要內(nèi)容．最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型(MSSM)是標(biāo)準(zhǔn)模型的眾多擴(kuò)展模型中最有吸引力的一個(gè)．最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言存在五個(gè)物理的Higgs粒子：兩個(gè)CP宇稱為偶的中性Higgs粒子H<'0>，h<'0>，一個(gè)CP宇稱為奇的中性Higgs粒子A<'0>，及一對(duì)帶電的Higgs粒子H<'±>．從現(xiàn)象學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在MSSM的退耦區(qū)域(例如，當(dāng)MAo>20

3、0 GeV，M<,A<'0>>～M<,H<'0>>～M<,H±>>>M<,h<'0>>)，如果我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)中性的輕Higgs粒子，我們不能判斷它是屬于SM還是屬于MSSM，因?yàn)檫@個(gè)粒子的特性(例如量子數(shù)，耦合系數(shù)，分支比，等等)在SM和MSSM是幾乎一樣的．而帶電Higgs粒子的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)明確的有SM以外新物理的信號(hào)． R宇稱在超對(duì)稱理論的現(xiàn)象學(xué)中有著十分重要的地位， R宇稱守恒的最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型下，超對(duì)稱粒子必須成對(duì)產(chǎn)生，且

4、最輕的超對(duì)稱粒子(LSP)必須是穩(wěn)定的；而在R宇稱破壞的最小超對(duì)稱模型下，最輕的超對(duì)稱粒子可以單個(gè)產(chǎn)生而且超對(duì)稱粒子可以衰變成普通粒子．從理論本身來(lái)看， MSSM并沒(méi)有要求R宇稱是個(gè)守恒量，因而包含R宇稱不守恒的MSSM是更一般的超對(duì)稱理論． 在R宇稱守恒的最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型下，在直線對(duì)撞機(jī)上，H<'±>能夠通過(guò)e<'+>e<'->或，γγ對(duì)撞模式成對(duì)的產(chǎn)生．γγ對(duì)撞模式可以通過(guò)康普頓背散射光子實(shí)現(xiàn)，即用強(qiáng)激光的光子在極化e<'

5、+>e<'->束上散射．一般的，γγ→H<'+>H<'->的截面比e<'+>e→H<'+>H<'->的大，因?yàn)閑<'+>e<'->對(duì)撞模式是s道壓低的．我們給出了在MSSM中過(guò)程e<'+>e<'->→γγ→H<'+>H<'->完整的單圈修正的計(jì)算． 最近這些年，R宇稱破壞的最小超對(duì)稱標(biāo)準(zhǔn)模型引起了人們很大的關(guān)注．top夸克對(duì)產(chǎn)生的精確測(cè)量可能發(fā)現(xiàn)SM以外的新物理．任何與標(biāo)準(zhǔn)模型理論預(yù)言有偏差的可觀測(cè)量都可能是有新物理的表現(xiàn)．我們

6、研究了過(guò)程e<'+>e<'->→tt和e<'+>e<'->→ γγ→tt在MSSM中的輕子數(shù)破壞的R宇稱破壞效應(yīng)．本論文的創(chuàng)新之處在于以下幾個(gè)方面： ●本文首次研究了MSSM下帶電Higgs玻色子對(duì)在LC上完整的單圈修正，我們給出了目前這個(gè)反應(yīng)過(guò)程的精確的理論預(yù)言，對(duì)未來(lái)LC實(shí)驗(yàn)尋找H<'±>和標(biāo)準(zhǔn)模型以外的新物理有著指導(dǎo)意義． ●我們首次研究了過(guò)程e<'+>e<'->→tt和e<'+>e<'->→tt在MSSM