在高能對(duì)撞機(jī)上探測(cè)top介子可能性的研究.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，但它不能解釋電弱對(duì)稱性破缺來源，況且其標(biāo)量場(chǎng)部分存在著平庸性、不自然性等問題.因此，標(biāo)準(zhǔn)模型并不是一個(gè)終極理論，它只是一種低能有效理論.為解決標(biāo)準(zhǔn)模型中所存在的問題，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(Te

2、chnicolor)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. 本文在TC2模型框架下，首先計(jì)算了味改變標(biāo)量(FCS)耦合π0t-tc對(duì)過程gc→tγ和gc→tZ產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，并討論了在將來的Tevatron和LHC對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)上探測(cè)這種貢獻(xiàn)的可能性.計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)0.02≤ε≤0.08，200GeV≤mπt≤400GeV時(shí)(其中ε、mπ：為TC2自由參數(shù))，在Tevatron對(duì)撞機(jī)實(shí)

3、驗(yàn)上tγ、tZ的產(chǎn)生截面分別為1.2×10-4pb～2.1×10-3pb、8.8×10-4pb～5.4×10-3pb.如果我們假設(shè)質(zhì)心能量為1.96TeV的Tevatron對(duì)撞機(jī)的年積分亮度￡int=2fb-1，那么，每年產(chǎn)生tγ(Z)的事例數(shù)將小于10.這意味著在Tevatron對(duì)撞機(jī)上將很難探測(cè)到味改變標(biāo)量耦合π0t-tc對(duì)tγ(Z)產(chǎn)生的貢獻(xiàn).然而，在質(zhì)心能量為14TeV的LHC對(duì)撞機(jī)(年積分亮度￡int=100fb-1)實(shí)驗(yàn)上，

4、每年將會(huì)產(chǎn)生3.1×105～5.1×104個(gè)tγ事例和6.1×105～1.0×105個(gè)tZ事例.因此，我們將會(huì)在LHC對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)上探測(cè)到味改變標(biāo)量耦合π0t-tc對(duì)tγ(Z)產(chǎn)生的貢獻(xiàn). 其次，我們通過p-p→tπ0t+X和p-p→tπ0t+X過程研究了top介子π0,±t與單頂夸克的聯(lián)合產(chǎn)生，并討論了在Tevatron和LHC對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)這些粒子存在的可能性.計(jì)算結(jié)果表明，在Tevatron對(duì)撞實(shí)驗(yàn)上很難觀測(cè)到這些新粒子產(chǎn)

5、生信號(hào)，而在LHC上則可以探測(cè)到top介子π0,±t產(chǎn)生信號(hào). 最后，我們分別計(jì)算了中性top介子π0t對(duì)輕子味破壞(LFV)過程μ+μ-→τ-μ(τē)，γγ→τ-μ(τē)，e+e-→τ-μ(τē)和eγ→eτ-μ(eτē)產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，并討論了這些過程在將來輕子對(duì)撞機(jī)上可能的輕子味破壞(LFV)信號(hào).通過計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)150GeV≤mπt＜180GeV時(shí)，LFV過程μ+μ-→τμ和e+e-→γγ→τμ的產(chǎn)生截面可達(dá)到1.