強(qiáng)子對撞機(jī)上R宇稱破壞的超對稱理論的精確檢驗(yàn).pdf

1、迄今為止標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)被證明是非常成功的理論模型，它的預(yù)言同現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高度吻合，但是它仍被認(rèn)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(jì)了許多實(shí)驗(yàn)來探索新物理的信號，同時(shí)擴(kuò)展出來許多新的理論模型。在這其中，最小超對稱標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)模型是正確的，在大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)上將會(huì)發(fā)現(xiàn)超對稱物理的信號。
　　 在標(biāo)準(zhǔn)模型

2、中，輕子數(shù)和重子數(shù)是嚴(yán)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(qiáng)子對撞機(jī)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(gè)理想過程，并可以成為實(shí)驗(yàn)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(jì)量，我們提出在數(shù)據(jù)分析時(shí)不區(qū)分電子和μ子所帶電荷的正負(fù)。無論是對信號還是本底的測量，在實(shí)驗(yàn)中都需要與之相適應(yīng)的高精度的理論預(yù)言，因而我們在理論計(jì)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(qiáng)子對撞機(jī)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(dòng)力學(xué)(NLO QCD)修正和膠子-膠子聚合子過程貢獻(xiàn)的精確計(jì)算，并給出了相應(yīng)的QCD修正的K因子。我們的結(jié)果表明該K因子與單個(gè)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(qiáng)子對撞機(jī)上，能標(biāo)的選取以及對強(qiáng)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(jì)算都具有重要意義。我們討論了能標(biāo)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(yù)言的不確定性的主要來源。由于在低橫動(dòng)量區(qū)域微擾論計(jì)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(xiàng)再求和從而得到一個(gè)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(jì)算了考慮到低橫動(dòng)量區(qū)域軟膠子再求和效應(yīng)之后的eμ對的橫動(dòng)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(shí)驗(yàn)結(jié)合密切。我們給出的所有理論預(yù)言都是應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析的要求，并可以直接應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析中，因而對強(qiáng)子對撞機(jī)上尋找R宇稱破壞的eμ信號的實(shí)驗(yàn)具有指導(dǎo)意義。費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室“FermilabToday'在報(bào)道D(φ)實(shí)驗(yàn)合作組的實(shí)驗(yàn)成果時(shí)曾提到我們的工作[1]:“中國科技大學(xué)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(gè)的重標(biāo)量中微子，

6、如果實(shí)驗(yàn)觀測到這個(gè)粒子衰變成一個(gè)電子和一個(gè)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(jì)算了R宇稱破壞的最小超對稱模型下，強(qiáng)子對撞機(jī)上包含了NLO QCD修正和膠子-膠子聚合子過程貢獻(xiàn)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(yù)言。這對尋找R宇稱破壞的eμ信號的實(shí)驗(yàn)分析提供了理論依據(jù)。
　　 ●本文首次在計(jì)算eμ對的橫動(dòng)量分布中考慮了橫動(dòng)量的低端區(qū)域由于軟膠子輻射而產(chǎn)生的大對數(shù)項(xiàng)