Higgs玻色子稀有產(chǎn)生過(guò)程中的新物理效應(yīng)的研究.pdf

1、由SU(3)×SU(2)×U(1)群表示的標(biāo)準(zhǔn)模型理論是已被大量的精確實(shí)驗(yàn)所檢驗(yàn)，將電磁作用、弱作用、強(qiáng)作用統(tǒng)一起來(lái)的理論。對(duì)這一理論來(lái)講，是迄今描述粒子物理體系中的相互作用規(guī)律最完美的理論。更為值得關(guān)注的是，在該模型中預(yù)測(cè)出了關(guān)于獲取質(zhì)量來(lái)源的基本粒子—希格斯粒子(Higgs)—它的出現(xiàn)是當(dāng)今高能物理中最重要的研究課題之一。隨著在2012年歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)上，ATLAS和CMS兩實(shí)驗(yàn)組共同宣布在125GeV附近觀測(cè)到一個(gè)新

2、的粒子態(tài)，并且該粒子與在標(biāo)準(zhǔn)模型下預(yù)測(cè)的Higgs粒子的性質(zhì)非常類似。在經(jīng)過(guò)證實(shí)后，宣布已經(jīng)找到標(biāo)準(zhǔn)模型下最后一個(gè)粒子，但是在進(jìn)一步理解電弱對(duì)稱破缺機(jī)制方面卻沒(méi)有隨著新粒子的發(fā)現(xiàn)而結(jié)束。為此，本文中探究了Higgs玻色子稀有產(chǎn)生過(guò)程中的新物理效應(yīng)的研究。
　　隨著LHC上的能量和亮度不斷提高，同時(shí)還有望在建造背景更加干凈、能量更高的直線正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)或者是光子對(duì)撞機(jī)上，對(duì)那些當(dāng)前稀有的產(chǎn)生或衰變過(guò)程，將來(lái)或許都能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的產(chǎn)生信

3、號(hào)，這將為研究Higgs粒子的特性、質(zhì)量、類別都有很重要的作用，同時(shí)也能檢驗(yàn)一些新物理模型。
　　本論文我們研究了在未來(lái)的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上的e+e-→hγ稀有產(chǎn)生過(guò)程。這一研究需要考慮到味物理、電弱精確測(cè)量、Higgs數(shù)據(jù)、暗物質(zhì)探測(cè)各種約束限制，在這些限制下對(duì)MSSM的參數(shù)空間進(jìn)行了參數(shù)掃描，然后使用存活的參數(shù)計(jì)算e+e-→hγ的截面。我們發(fā)現(xiàn):(1)圈圖中的hγγ和hZγ兩規(guī)范耦合同時(shí)能對(duì)e+e-→hγ貢獻(xiàn)，(2)一個(gè)輕的st

4、au超粒子能極大的增大截面，當(dāng)對(duì)撞機(jī)能量分別在240、350GeV下MSSM下的截面與SM下該稀有過(guò)程的截面比值分別是1.47、1.38。這些結(jié)果表明，當(dāng)在很高的亮度的Higgs工廠下，我們可通過(guò)e+e-→hγ來(lái)對(duì)MSSM中的反常hγγ和hZγ加以探測(cè)。
　　此外，我們還研究了關(guān)于未來(lái)對(duì)撞機(jī)上的反常top-higgs耦合對(duì)Higgs對(duì)的產(chǎn)生過(guò)程影響的探究。對(duì)這一研究的出發(fā)點(diǎn)是:在新物理效應(yīng)中，對(duì)Higgs對(duì)的產(chǎn)生中起到影響的不光有

5、Higgs自耦合部分還可有top-higgs部分。所以我們依據(jù)最新的Higgs相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)LHC和ILC中的光子對(duì)撞機(jī)，對(duì)有別于SM模型下的top-higgs耦合對(duì)Higgs對(duì)產(chǎn)生過(guò)程影響進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于反常的top-higgs耦合的存在，改變了原有的t夸克，W玻色子貢獻(xiàn)的圈圖，使得Higgs對(duì)產(chǎn)生截面在LHC（能量在14TeV）和ILC（能量在500GeV）下的觀測(cè)值同SM中的預(yù)測(cè)值，在2σ Higgs數(shù)據(jù)允許的參數(shù)范圍內(nèi)分