Little+Higgs模型与强子对撞机上的单顶夸克产生

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2、进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文．保密的学位论文在解密后使用本授权书．学位论文作者签名·罔丽指导教师签名：日期：)帕7．s．功第一章引言§1．1标准模型概述量子色动力学(QCD)和su(2)Lo￡，(1)r电弱规范理论(csw)组成了粒子物理学中的标准模型(sM)．自该理论提出到现在已经超过三十年了，人们普遍认为它是最好的描述弱、电、强三种相互作用的理论，是一个有影响的理论．它已被大量精确测量的实验数据所证实．SM包含盼基本费米子是自旋为1／2的轻子和夸克．轻子和夸克各有六个，根据味的不同分成三代，每代都是一对粒子．轻子和夸克之间通过

3、自旋为1的规范玻色子进行相互作用．规范玻色子包括-八个无质量的胶子。一个无质量的光子和有质量的Ⅳ+和伊玻色子．跏包含的粒子在表1中给出．符号名称质量带电夸克q上夸克≈52／3(自旋=1／2)d下夸克搿10-1／3C粲夸克≈1锄2／3●奇异夸克≈2∞—1／3t顶夸克173．8Gev

4、乎2／3b底夸克≈45∞-1／3轻子％电子中徽子<10eyO(自旋=1／2)e电子0．511-1％介子中徽子<0．170p介子105．7—1脚r子中徽子<24Ofr介子1777-1规范玻色子7光于O0(自旋=1)WⅣ玻色于80。3Gev

5、÷1Zz玻色于91．2GeV／c2O9胶子0Hig

6、gsHHiggs子，表1sM的粒子内容sM捌Esv(3)c×泖¨哪规范群基吡删膳本标量场垂=(；)的弱同位旋二重态的电弱破缺和味破缺，这里标量场的势方程记为y(垂+垂】=／,2(圣+圣)+I^l(壬+蛋)2．(1．1)l2簟一章引富方程里的^表示标量场的自耦合．负的矿会触发电弱对称性破缺(真空态不能描述理论的对称性)，这时标量场的真空期望值扩展为”=∥研X=(GF厕一I=246GeV．电弱对称性破缺使Ⅳ+和zo玻色子获得质量^琅=rralGFv臣sin20w，M；=^瑶／—：斯并产生了自旋为0的标量粒子-l{Jggs玻色子陋是结构常数，印是费米弱耦合常数，如是弱顶

7、角)．夸克或轻子，与Higgs玻色子进行Yulmwa耦合并获得质量m，=Gcvl以．SM是目前为止非常成功的模型⋯1，它经受住各种高能实验的严格考验．SM预言值和实验值之间还没发现太大的差异，但仍有未解决的问题．SM的一个重要部分是Higgs机制，Higgs机制是假设的，SM没有解释Higgs势如何形成，也没有解释电弱对称性破缺或睬对称性破缺．为了解决sM存在的问题．一些超出sM的新物理被提出【2】。由于顶夸克质量接近电弱对称性破缺标度，相信顶夸克会影响电弱对称性破缺并可能成为费米子质量的起源，顶夸克应该是联系新物理与SM的根本．§l-2顶夸克存在的必要性发现顶夸

8、克前，对它的存在与否有过争议．SM的重整化要求抵消掉三角顶点的反常耦合，也就是三个规范玻色子通过一个闭合的费米子圈进行相互作用，如图1．如果所有左手费米子的电荷总和为o，≥：0L=-1+3×【(；)+(一；)1=0．(1．2)那么费米子的贡献就是可以忽略的，公式1．2中的因子3是每个夸克的色荷敦．这了让第三代夸克也满足这个条件，带电0=213的顶夸克必须存在．W图1．SM反常手征■合．存在顶夸克也有大量间接的实验证据．底夸克的睬改变中性流衰变(FCNC)b—d+l一过程在实验上受到限制【3】3及无法探测T共振时树级明醒混合14】4。这样就排除了单态同位旋底夸克存在

9、的假设．也就是说。底夸克是左手弱同位旋二重态．最引人注意的实验迹象来自近年来e+e一对撞收集的大量数据，特另0是z共震附近的z醇顶角的详细研究．这个研究可以用来测量底夸克同位旋．z玻色子与底夸克通过矢量．轴矢量耦合，其耦合强度记为·协=娜=辱似～，2岵(”+球(6)J一4ebsin2巩v2孵(6)+曙(6)l(1．3)(1．4)(1．5)．§J．3新物理和小丑瑶伊思想3学(6)，碍(6)是底夸克场左手和右手同位旋的第三分量，底夸克带电“=一1／3已经通过DORIS的一c一实验精确确定15】．根据极限条件下零质量底夸克的增长近似，我们可以估算出部分z玻色子衰变宽度‰

10、；r僻一回