強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上Higgs對(duì)產(chǎn)生中的RS額外維效應(yīng)研究.pdf

1、標(biāo)準(zhǔn)模型是迄今為止描述自然界基本相互作用最成功的理論之一，它是基于SU(3)C×SU(2)L×U(1)Y的規(guī)范理論，并成功地統(tǒng)一了電磁、弱和強(qiáng)相互作用。隨著Higgs玻色子的發(fā)現(xiàn)，高能對(duì)撞機(jī)的下一個(gè)重要目標(biāo)就是精確檢驗(yàn)其性質(zhì)并最終確定其是否為標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言的Higgs粒子。精確測(cè)量Higgs玻色子與標(biāo)準(zhǔn)模型中其他粒子的耦合以及Higgs玻色子自耦合，對(duì)于人們進(jìn)一步理解電弱對(duì)稱性破缺機(jī)制也具有十分重要的意義。為了精確測(cè)量Higgs自耦合并重

2、建Higgs勢(shì)，需要在理論上對(duì)Higgs玻色子對(duì)產(chǎn)生過(guò)程進(jìn)行研究。另一方面，標(biāo)準(zhǔn)模型雖然取得了巨大成功，但它只是成立于電弱標(biāo)度之下的一個(gè)有效理論，還存在各種各樣的缺陷，因此對(duì)超越標(biāo)準(zhǔn)模型之外的新物理的尋找也是十分重要的。在眾多的新物理模型中，額外維模型因?yàn)轭A(yù)言了TeV能標(biāo)下的量子引力效應(yīng)而非常引入注目。因此，在本篇工作中，我們精確研究了LHC和HE-LHC上pp→HH+X過(guò)程中可能的Randall-Sundrum(RS)額外維效應(yīng)。

3、r>　　在RS額外維模型中，我們研究了pp→HH+X產(chǎn)生過(guò)程的次領(lǐng)頭階QCD修正。我們采用維數(shù)正規(guī)化方案來(lái)正規(guī)化紫外和紅外發(fā)散，圈圖中的紫外發(fā)散通過(guò)重整化消除，而紅外發(fā)散則需要和實(shí)輻射過(guò)程以及部分子分布函數(shù)的抵消項(xiàng)相消。其中實(shí)膠子和實(shí)夸克輻射中的紅外發(fā)散我們利用兩相空間截?cái)?TCPSS)方法進(jìn)行分離。我們的計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)Higgs玻色子對(duì)不變質(zhì)量落在較輕的兩個(gè)Kaluza-Klein(KK)引力子質(zhì)量附近，或者Higgs玻色子位于中心

4、快度區(qū)域時(shí)，RS額外維效應(yīng)非常顯著。因此，對(duì)末態(tài)Higgs玻色子取合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)截?cái)?，可以非常有效地將RS額外維信號(hào)從標(biāo)準(zhǔn)模型本底中分離出來(lái)。我們還研究了Higgs玻色子對(duì)產(chǎn)生截面對(duì)RS額外維模型輸入?yún)?shù)的依賴。隨著第一個(gè)RS-KK引力子質(zhì)量M1的增大或者有效耦合參數(shù)c0的減少，產(chǎn)生截面迅速降低。隨后我們用窄寬度近似的方法分析了末態(tài)Higgs玻色子對(duì)的衰變，并進(jìn)一步研究了LHC和HE-LHC上pp→HH→bb(τ)+(τ)-+X信號(hào)過(guò)程的

5、本底，結(jié)果表明如果選取合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)截?cái)啵瑯?biāo)準(zhǔn)模型本底可以被壓低，但RS額外維效應(yīng)仍然非常明顯。因此，在LHC和HE-LHC上通過(guò)該過(guò)程來(lái)研究RS額外維信號(hào)是可行的。
　　本論文在研究過(guò)程中的主要?jiǎng)?chuàng)新之處如下：
　　本文首次在RS額外維模型中，對(duì)LHC和HE-LHC上pp→HH+X產(chǎn)生過(guò)程的次領(lǐng)頭階QCD修正做了系統(tǒng)的研究，并深入分析了RS額外維模型輸入?yún)?shù)對(duì)產(chǎn)生截面的影響。通過(guò)對(duì)末態(tài)Higgs玻色子對(duì)衰變以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)模型本底