強子對撞機上Higgs對產生中的RS額外維效應研究.pdf

1、標準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、弱和強相互作用。隨著Higgs玻色子的發(fā)現，高能對撞機的下一個重要目標就是精確檢驗其性質并最終確定其是否為標準模型預言的Higgs粒子。精確測量Higgs玻色子與標準模型中其他粒子的耦合以及Higgs玻色子自耦合，對于人們進一步理解電弱對稱性破缺機制也具有十分重要的意義。為了精確測量Higgs自耦合并重

2、建Higgs勢，需要在理論上對Higgs玻色子對產生過程進行研究。另一方面，標準模型雖然取得了巨大成功，但它只是成立于電弱標度之下的一個有效理論，還存在各種各樣的缺陷，因此對超越標準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，額外維模型因為預言了TeV能標下的量子引力效應而非常引入注目。因此，在本篇工作中，我們精確研究了LHC和HE-LHC上pp→HH+X過程中可能的Randall-Sundrum(RS)額外維效應。

3、r>　　在RS額外維模型中，我們研究了pp→HH+X產生過程的次領頭階QCD修正。我們采用維數正規(guī)化方案來正規(guī)化紫外和紅外發(fā)散，圈圖中的紫外發(fā)散通過重整化消除，而紅外發(fā)散則需要和實輻射過程以及部分子分布函數的抵消項相消。其中實膠子和實夸克輻射中的紅外發(fā)散我們利用兩相空間截斷(TCPSS)方法進行分離。我們的計算結果表明:當Higgs玻色子對不變質量落在較輕的兩個Kaluza-Klein(KK)引力子質量附近，或者Higgs玻色子位于中心

4、快度區(qū)域時，RS額外維效應非常顯著。因此，對末態(tài)Higgs玻色子取合適的運動學截斷，可以非常有效地將RS額外維信號從標準模型本底中分離出來。我們還研究了Higgs玻色子對產生截面對RS額外維模型輸入參數的依賴。隨著第一個RS-KK引力子質量M1的增大或者有效耦合參數c0的減少，產生截面迅速降低。隨后我們用窄寬度近似的方法分析了末態(tài)Higgs玻色子對的衰變，并進一步研究了LHC和HE-LHC上pp→HH→bb(τ)+(τ)-+X信號過程的

5、本底，結果表明如果選取合適的運動學截斷，標準模型本底可以被壓低，但RS額外維效應仍然非常明顯。因此，在LHC和HE-LHC上通過該過程來研究RS額外維信號是可行的。
　　本論文在研究過程中的主要創(chuàng)新之處如下：
　　本文首次在RS額外維模型中，對LHC和HE-LHC上pp→HH+X產生過程的次領頭階QCD修正做了系統(tǒng)的研究，并深入分析了RS額外維模型輸入參數對產生截面的影響。通過對末態(tài)Higgs玻色子對衰變以及相關標準模型本底