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额外维模型和小Higgs模型下的QCD修正效应
  • 项目名称:额外维模型和小Higgs模型下的QCD修正效应
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:11105083
  • 申请代码:A050204
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:周雅瑾
  • 依托单位:山东大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

作为标准模型的扩展模型,额外维(ED)模型和小Higgs(LH)模型在TeV能标下都有其特征信号。本项目拟研究大型强子对撞机(LHC)上ED模型和T宇称守恒的LH模型(LHT)的次领头阶(NLO)QCD修正效应。选择实验上探测额外维比较重要的过程,比如top夸克对、Higgs对产生,引力子与轻子对伴随产生,HHZ、HZZ伴随产生等过程,计算ED模型下的单圈阶QCD修正;选择LHT效应比较明显的过程,例如Higgs对产生,top夸克对产生等过程,计算它们在LHT模型下的NLO QCD修正效应。并在此基础上给出适当的信号本底分析,构建合适的物理观测量,为LHC上确定新物理模型提供必要的理论预言,并更精确地确定模型输入参数。

结论摘要:

精确检验标准模型以及寻找标准模型以外的新物理是近年来粒子物理研究的一个重点,也是现有及计划中的高能对撞机的主要任务之一。本项目的研究目标是寻找额外维模型(ED)和T-宇称守恒的小Higgs模型(LHT)的信号,并将次领头阶QCD辐射修正的计算应用到ED和LHT模型,以精确研究这些模型。 根据项目计划,我们首先考虑了一些特征过程的额外维及LHT信号,进一步地,计算了一些过程的NLO QCD修正效应。首先,我们计算了直线对撞机上,中性规范玻色子的三体产生包括γγγ,γγZ,γZZ,ZZZ几个过程,我们计算了Kaluza–Klein(KK)引力子效应对这些过程的截面以及主要分布的影响,给出了计算结果对于基本普朗克能标的限制。2012年LHC上发现类Higgs粒子,在此背景下我们计算了Higgs对产生的ED效应,并进一步将次领头阶QCD辐射修正的计算应用到此过程。之前认为这个过程的信号比较弱从而实验上无法探测,但通过计算我们发现,选择合适的衰变道作分析,在LHC上探测此过程信号是可能的,并且额外维效应对总截面、横动量分布、不变质量分布都有很大的影响。考虑了QCD修正后,额外维的效应有所减小,但总截面对重整化能标和因子化能标的依赖性大大降低。我们还选择了合适的衰变道做背景分析,使得Higgs对产生成为寻找大额外维模型信号的一个很有希望的产生道。 对于LHT模型,我们研究了top夸克衰变和底夸克-奇异夸克产生等味道改变中性流(FCNC)过程,由于单圈阶计算时圈中重的“mirror”粒子的出现,很大程度上提高了截面,从而实验上有可能通过这些FCNC效应的研究而寻找新物理信号。 进一步地,为了精确检验标准模型,我们计算了LHC上HWγ伴随产生过程的NLO QCD修正,并考虑了末态的Higgs和W的衰变,给出了末态粒子的横动量等微分分布,并研究了K因子对物理可观测量和相空间区域的依赖。基于强子对撞机上高能类实光子对撞的新奇物理现象,我们考虑了LHC上通过前向类实光子对撞产生top夸克和W玻色子的过程,计算了它的NLO QCD修正效应,给出了QCD辐射修正对截面、重整化能标及因子化能标和主要分布的影响。 三年内发表论文6篇,其中Phys. Rev. D 2篇,理论物理通讯1篇,JHEP 2篇(含1篇已录用),The European Physics Journal 1 篇


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 7
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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