LHC上TC2模型下pp→Π+tΠ-t,Π0tΠ0t,h0tΠ0t過程的研究.pdf

1、作為低能有效的理論,標準模型是一個很成功的典范。它同時也是粒子物理界過去近四十年來最為成功也最為成熟的理論,三十多年來對撞機上的實驗數(shù)據(jù)也使它獲得了很有力的支持。盡管如此,標準模型還是存在一系列問題。其中一個很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是電弱對稱性破缺機制至今仍然還不明了,因而很難解釋粒子質(zhì)量產(chǎn)生的起源:另外Higgs場的引入,使該理論產(chǎn)生了不自然性(或規(guī)范等級)和平庸性等一系列問題。這些遺留問題使得人們猜測在標準模型之外可能會有新物理存在,因為如果

2、沒有新物理的引入這些遺留問題就不可能得到比較自洽的解釋。于是粒子物理界就花了大量的時間和精力在這方面進行有意義的探索,提出了很多超出標準模型之外的新物理模型(例如:動力學電弱對稱破缺模型,超對稱模型等),以期待能夠解決標準模型的難題。同時人們針對這些新提出的物理模型也展開了大量的唯象研究工作,以便為檢驗這些新物理模型提供有效的途徑。
　　 在這些新物理模型當中,人工色(TC)模型是比較重要也比較有希望的候選者之一,它是一種動力學

3、電弱對稱破缺理論,并且在過去的三十多年中得到了充分的發(fā)展。在20世紀90年代,topcolor被引入到了TC理論這個模型當中,因此我們稱之為頂色輔助的人工色模型(TC2模型)。它不但給出了電弱對稱性破缺的動力學機制,同時也解釋了頂夸克的大質(zhì)量疑難問題,是一比較理想的TC模型,本文就是在TC2模型的框架下展開唯象研究工作的。
　　 TC2模型預(yù)言了一些新粒子,其最基本的預(yù)言是在幾百個GeV能區(qū)內(nèi)存在三個Pseudo-goldsto

4、ne玻色子,被稱為top-pion介子(Π±t,Π0t),此外還存在一個標量粒子top-higgs(h0t)。Top-pion和top-higgs被視為TC2模型的特征粒子。因此在高能對撞機上探測這些粒子可能存在的跡象是驗證TC2模型的較好方法。
　　 本文首先介紹了TC理論的基本思想及其發(fā)展過程,然后在TC2模型下研究了LHC對撞機上Π+tΠ-t,Π0tΠ0t,h0tΠ0t產(chǎn)生的過程,計算結(jié)果表明,在我們選定的參數(shù)空間內(nèi),Π+

5、tΠ-t過程的產(chǎn)生截面可達到30pb,Π0tΠ0t過程的產(chǎn)生截面可達到340tb,Π0t h0t過程的產(chǎn)生截面可達到250fb。考慮到LHC對撞機上的年積分亮度可能達到100fb-1,那么這些過程每年產(chǎn)生的事例數(shù)是相當可觀的,這為我們在LHC對撞機上直接尋找TC2模型特征粒子提供了十分有利的機遇。從自由參數(shù)(ε,mΠt,mht)對這些過程的產(chǎn)生截面的影響來看,在LHC上更傾向于質(zhì)量較低的top-pions和top-higgs。從產(chǎn)生截面