中性規(guī)范玻色子Z′和頂夸克產(chǎn)生的自旋相關(guān).pdf

1、粒子物理學(xué)的研究對(duì)象是物質(zhì)的“最小”組成體以及它們之間的相互作用．粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)是描述基本粒子及其相互作用的規(guī)范理論．標(biāo)準(zhǔn)模型創(chuàng)建四十多年來已被大量的精確實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證，但它并不完美只是一種低能有效理論．人們積極探索超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理，并提出了許多新物理理論。如超對(duì)稱(SUSY)理論、人工色(Technicolor)理論、小Higgs理論等。其中，頂色輔助的人工色(TC2)模型就是一種較好的人工色理論． 頂夸克是迄今為

2、止所發(fā)現(xiàn)的SM六個(gè)基本費(fèi)米子當(dāng)中質(zhì)量最大的一個(gè)，它的壽命很短，在強(qiáng)子化之前就發(fā)生衰變，因此它是研究自旋的最理想的粒子．本文第二部分主要討論了在強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)和未來線性對(duì)撞機(jī)上所研究的頂夸克自旋相關(guān)，并給出了不同的基矢在不同的對(duì)撞機(jī)上的優(yōu)缺點(diǎn)．討論結(jié)果表明，在Tevatron上討論頂夸克的自旋相關(guān)我們最好選擇螺旋基．LHC上我們分了三個(gè)衰變道來討論tt的產(chǎn)生，分別是單輕子道，雙輕子道和全強(qiáng)子道．很多模型都預(yù)言了新中性規(guī)范玻色子Z′的存在，它是

3、中性的自旋為一，色單態(tài)的粒子，反粒子就是它本身．如果發(fā)現(xiàn)Z′，下一步的目標(biāo)就是討論它跟其它粒子的耦合．第三部分就介紹了預(yù)言存在Z′的兩個(gè)模型．第四部分主要介紹了國(guó)際高能直線對(duì)撞機(jī)(ILC)的主要性質(zhì)以及可能的物理目標(biāo)． 工作就是在TC2模型框架下，討論了Z′對(duì)e<'+>e<'->→tt自旋相關(guān)過程的修正，并結(jié)合了前面幾個(gè)部分討論了e<'+>e<'->→tt過程在不同自旋態(tài)時(shí)的散射截面．總結(jié)了不同自旋態(tài)的散射截面占總的散射截面的比

4、例．結(jié)果表明Z′的改變可以對(duì)t↑t↓和t↓t↑散射截面產(chǎn)生主要修正．當(dāng)1TeV≤M<,Z′>≤2TeV以及cosθ≤0，相對(duì)修正參數(shù)R(t ↑t↓)和R(t↓t↑)的范圍是26％～2.3％和64％～7.7％。由于Z′改變，相同自旋態(tài)t↑t↓+t↓t↑的散射截面是不為零的． 頂夸克在強(qiáng)子化之前發(fā)生衰變，自旋信息沒有破壞，直接反應(yīng)出其衰變產(chǎn)物的角分布．因此，我們可以利用頂夸克的自旋來了解不同頂夸克之間的相互作用．頂夸克產(chǎn)生和衰變中的