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1 篇 标准模型有效场理...
1 篇 双希格斯二重态模...
1 篇 味物理
1 篇 b介子
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1 篇 华中师范大学

作者

1 篇 李媛媛

语言

1 篇 中文

检索条件"主题词=标准模型有效场理论"

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详细简洁

排序：

轻子味普适性破坏的唯象研究

轻子味普适性破坏的唯象研究

引用

作者：李媛媛华中师范大学

学位级别：博士

粒子物理标准模型是描述基本粒子之间相互作用规律最成功的理论;除引力相互作用外,它可以统一地描述强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用。然而,标准模型并不是一个完美的理论。虽然希格斯粒子的发现是希格斯机制的有力证据,但是负责... 详细信息

粒子物理标准模型是描述基本粒子之间相互作用规律最成功的理论;除引力相互作用外,它可以统一地描述强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用。然而,标准模型并不是一个完美的理论。虽然希格斯粒子的发现是希格斯机制的有力证据,但是负责电弱对称性破缺的希格斯二重态是否只有一个,目前仍无法完全确定。另外,在标准模型中,一些观测量的理论预言值与实验测量值之间存在一定的偏离,如意味着轻子味普适性被破坏的R(D（*）)和（g-2）e,μ反常;无论从理论还是从实验上,这些偏离都很难得到合理且自洽的解释,从而预示着可能存在超出标准模型的新物理。当前,位于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机实验正致力于寻找超出标准模型的新物理信号,如对很重的新粒子的直接寻找;虽然这些粒子存在于很高的能标,但它们可以通过量子效应对低能味物理过程产生影响。因此,我们也可以通过低能味物理过程间接寻找新物理存在的迹象。基于目前这些可能的新物理信号,我们可以做一系列唯象方面的研究。例如,根据观测量的实验测量值与理论预言值,我们可以对新物理模型中的未知参数进行拟合;另外,利用拟合得到的新物理参数,我们还可以对相关的味物理过程进行唯象研究,进而对不同的新物理模型进行区分和辨别;最后,我们还可以对标准模型或者已知的新物理模型进行扩展,通过构建更具体的新物理模型来解释更多的反常现象。在本论文中,我们将首先基于R(D（*）)反常,利用拟合得到的新物理参数,分别在模型无关的低能有效理论、轻子夸克模型以及标准模型有效场理论框架下,对单举半轻衰变过程B→Xcτντ进行系统的唯象研究,从而对不同的新物理模型进行区分。接着,我们将构建一个具体的新物理模型——幂次对齐的双希格斯二重态模型,并在该模型下对（g-2）e,μ反常进行同时且关联的解释。我们首先基于R(D（*）)反常,对B→Xcτντ过程中的新物理效应进行系统的唯象研究。我们知道,采用重夸克展开和重夸克有效理论,我们可以对该过程进行微扰和非微扰的双重展开,进而对该过程给出高精度的理论预言。在考虑了对领头幂次贡献的微扰O（αs）和非微扰O(ΛQCD2/mb2)修正后,我们将分别在模型无关的低能有效理论、轻子夸克模型以及标准模型有效场理论框架下,对该过程进行全面的唯象分析。首先,在模型无关的低能有效理论框架下,对于一次仅考虑一个新物理算符的情况,我们发现,新物理对领头幂次贡献的微扰和非微扰修正并不十分敏感;但是,相对于标准模型,新物理的影响仍十分显著。其次,已有文献研究结果表明,在剔除掉轻子味普适的右手矢量算符、并通过对其它的新物理算符进行全局拟合后,存在两组最佳拟合值;通过分析这两组解对B→Xcτντ过程的影响,我们发现这两组解是可以得到区分的,其中一组解的新物理效应并不明显,对应的观测量与标准模型中的行为基本一致,而另一组解的新物理效应则十分显著。最后,我们分别在R2、U1以及S1轻子夸克模型中对该过程进行了详细的唯象研究。结果表明,U1和S1轻子夸克模型给出的观测量的行为基本保持一致,相对于标准模型的预言有一定的增强;而在R2轻子夸克模型中,除轻子不变质量谱（1/Γ0）dΓ/dq2相对于标准模型的预言存在很小的增强之外,其它观测量与标准模型的预言基本一致。在标准模型有效场理论中,我们主要对一次考虑两个新物理算符的组合进行了讨论。结果发现,各个组合对轻子不变质量谱的新物理效应几乎一致,相对于标准模型的预言都有一定的增强;而对于轻子能谱（1/Γ0）dΓ/dEτ,各个组合下的新物理效应明显不同。另外,在比值类观测量中,由于新物理效应被抵消,各个组合下的结果与标准模型的预言几乎一致。因此,我们可以通过轻子能谱来对这些组合进行初步的辨别,但仍无法进行完全区分。基于（g-2）e,μ反常,我们将构建一个具体的新物理模型,即幂次对齐的双希格斯二重态模型,并在该模型下对Δae,μ进行同时且关联的解释。在最小味破坏的假设下,通过厄米的汤川矩阵,我们将两个汤川耦合构造成了幂次对齐的形式。在该模型框架下,B物理过程将带电希格斯粒子的质量限制在了 TeV的标度。而且,我们发现,在TeV标度简并的希格斯粒子质量谱可以同时解释Δae,μ,并且所允许的参数空间可以满足Z玻色子和τ轻子衰变中轻子味普适性的测量以及目前大型强子对撞机上的实验限制。另外,通过味普适的幂次对齐参数,Δae,μ之间存在近似线性的关联,这使得幂次对齐的双希格斯二重态模型明显有别于其他的双希格斯二重态模型。因此,在将来的精确测量中,该模型具有很强的分辨性以及可测量性。随着实验测量精度的不断提高以及相关理论的发展,我们期待更多的、与新物理有关的信号被挖掘出来。

关键词：味物理 B介子双希格斯二重态模型轻子夸克模型标准模型有效场理论

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