強子對撞機上R宇稱破壞的超對稱理論的精確檢驗.pdf

1、迄今為止標準模型(SM)被證明是非常成功的理論模型，它的預言同現(xiàn)在的實驗數(shù)據(jù)高度吻合，但是它仍被認為是描述能量在(O)(102)GeV的粒子物理現(xiàn)象的有效理論。人們設(shè)計了許多實驗來探索新物理的信號，同時擴展出來許多新的理論模型。在這其中，最小超對稱標準模型(MSSM)由于其優(yōu)美的對稱形式和豐富的物理內(nèi)涵而備受人們關(guān)注。人們相信如果最小超對稱標準模型是正確的，在大型強子對撞機(LHC)上將會發(fā)現(xiàn)超對稱物理的信號。
　　 在標準模型

2、中，輕子數(shù)和重子數(shù)是嚴格守恒的。然而在一般的R宇稱破壞的超對稱模型理論中卻可以存在輕子味道破壞(LFV)的eμ產(chǎn)生過程。強子對撞機上的eμ對產(chǎn)生的稀有過程觀測有可能成為探測R宇稱破壞的的一個理想過程，并可以成為實驗上精確測量某些超對稱模型參數(shù)的有效手段。
　　 為了提高事例的統(tǒng)計量，我們提出在數(shù)據(jù)分析時不區(qū)分電子和μ子所帶電荷的正負。無論是對信號還是本底的測量，在實驗中都需要與之相適應的高精度的理論預言，因而我們在理論計算中需要

3、考慮它們的高階修正及其理論不確定度。我們給出了強子對撞機上輕子味道破缺過程p(-p)/pp→eμ+X的包括次領(lǐng)頭階量子色動力學(NLO QCD)修正和膠子-膠子聚合子過程貢獻的精確計算，并給出了相應的QCD修正的K因子。我們的結(jié)果表明該K因子與單個sneutrino產(chǎn)生的過程p(-p)→(-v)+X的NLO QCD修正的K因子比較存在著明顯差別。在強子對撞機上，能標的選取以及對強子部分子分布函數(shù)(PDF)的精確了解對信號或者本底的產(chǎn)生過

4、程的截面的計算都具有重要意義。我們討論了能標和PDF對QCD修正的K因子帶來的不確定性，其結(jié)果表明PDF的不確定性是理論預言的不確定性的主要來源。由于在低橫動量區(qū)域微擾論計算可能失效而不能得到正確的截面分布，我們需要對軟膠子引起的對數(shù)項再求和從而得到一個合理的結(jié)果。我們給出了某些物理可觀測量的微分截面分布，并在Collins-Soper-Sterman(CSS)再求和規(guī)則下計算了考慮到低橫動量區(qū)域軟膠子再求和效應之后的eμ對的橫動量分布

5、。
　　 本文的創(chuàng)新之處如下：
　　 ●本文的理論研究課題與實驗結(jié)合密切。我們給出的所有理論預言都是應實驗分析的要求，并可以直接應用于實驗的數(shù)據(jù)分析中，因而對強子對撞機上尋找R宇稱破壞的eμ信號的實驗具有指導意義。費米實驗室“FermilabToday'在報道D(φ)實驗合作組的實驗成果時曾提到我們的工作[1]:“中國科技大學的理論工作者提出了在R宇稱破壞的超對稱模型下，有可能在Tevatron上產(chǎn)生單個的重標量中微子，

6、如果實驗觀測到這個粒子衰變成一個電子和一個μ子，將意味著得到輕子味道改變和新物理存在的確鑿證據(jù)?！?br>　　 ●本文首次計算了R宇稱破壞的最小超對稱模型下，強子對撞機上包含了NLO QCD修正和膠子-膠子聚合子過程貢獻的eμ信號的產(chǎn)生過程，從而得到了該過程目前最精確的理論預言。這對尋找R宇稱破壞的eμ信號的實驗分析提供了理論依據(jù)。
　　 ●本文首次在計算eμ對的橫動量分布中考慮了橫動量的低端區(qū)域由于軟膠子輻射而產(chǎn)生的大對數(shù)項