強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上TC2模型下單t夸克產(chǎn)生過(guò)程的研究.pdf

1、標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)作為一個(gè)描述基本粒子理論的成功的典范,已被大量的精確實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證,至今仍沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有明顯偏離標(biāo)準(zhǔn)模型的實(shí)驗(yàn)事例。但是它不能解釋質(zhì)量產(chǎn)生的動(dòng)力學(xué)原因,而且它的標(biāo)量場(chǎng)部分存在平庸性、不自然性等問(wèn)題。因此人們猜想在標(biāo)準(zhǔn)模型之外可能有新物理存在。為此人們進(jìn)行了許多有意義的探索。Technicolor(TC)理論是一種動(dòng)力學(xué)破缺理論,而其中的頂色輔助的人工色(TC2)模型目前人們較為關(guān)注。它在幾百個(gè)GeV能標(biāo)附近預(yù)言了一些新粒子的存在

2、。如：三個(gè)top-pion玻色子(П±t,П0t)和一個(gè)top-higgs玻色子(ht)。這些粒子作為T(mén)C2模型的特征粒子,對(duì)許多過(guò)程都有貢獻(xiàn)。本文我們首先介紹了TC模型,特別是TC2模型：然后介紹了t夸克物理；在工作部分,我們系統(tǒng)研究了強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上TC2模型對(duì)單t夸克三種產(chǎn)生模式的貢獻(xiàn),探討了通過(guò)這些過(guò)程檢驗(yàn)TC2模型的可能性。 單t夸克能夠在強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上通過(guò)tq,t-b,tW三種模式產(chǎn)生。隨著歐洲核子研究中心(CERN)的大

3、型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)的運(yùn)行,它能夠分別測(cè)量每種單t夸克產(chǎn)生模式。本文,我們系統(tǒng)地研究了強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上,尤其是LHC上,TC2模型對(duì)單t夸克產(chǎn)生過(guò)程的貢獻(xiàn)。TC2模型對(duì)單t夸克產(chǎn)生的貢獻(xiàn)主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面。其中一個(gè)方面是top-pions和top-higgs粒子能夠通過(guò)單圈修正來(lái)改變Wtb耦合,這樣的修正對(duì)三種單t夸克產(chǎn)生模式都有貢獻(xiàn)。我們的研究顯示在三種產(chǎn)生模式中,這種修正都是負(fù)的,并且還很小。因此,即使在LHC上,通過(guò)單t夸克產(chǎn)生過(guò)程也

4、很難探測(cè)到TC2模型對(duì)Wtb耦合的修正。另一方面,在TC2模型中存在的樹(shù)圖味改變耦合能夠?qū)q和t-b過(guò)程的截面產(chǎn)生貢獻(xiàn),它們的共振效應(yīng)能大大地提高tg和t-b過(guò)程的截面。Dφ實(shí)驗(yàn)組首次發(fā)現(xiàn)了單t夸克的產(chǎn)生事例,-pp→tb+X,tqb+X截面的實(shí)驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)模型的理論預(yù)言相差在1096的水平。由于輕的top-pions對(duì)t-b過(guò)程有很大的貢獻(xiàn)；因此top-pions的質(zhì)量應(yīng)很大,使得TC2模型的理論預(yù)言與Tevatron實(shí)驗(yàn)相符。隨著強(qiáng)