轻子味改变过程和相关新物理研究

论文摘要

粒子物理标准模型是以量子场论为基础,采用SU（3）c × SU（2）L × U（1）Y三个规范群建立的一种描述基本粒子和基本相互作用的理论。随着Higgs粒子的发现,标准模型的建立工作已经完成,同时模型在过去的几十年里得到了实验上的充分验证。但是标准模型中仍然存在着某些问题无法解决（如中微子质量,暗物质,宇宙中正反物质不对称等问题）,我们还需进一步对其修改和扩充。如今对超出标准模型新物理的寻找已成为粒子物理理论和实验上的首要任务之一。轻子味破坏过程对检验标准模型和寻找新物理迹象有着非常重要的意义。最小标准模型中不存在带电轻子味破坏过程,在考虑了中微子质量和混合后,带电轻子味破坏过程仍然会被限制在极小的范围内。如果实验上探测到了带电轻子味破坏过程,间接地意味着存在超出标准模型的新物理。从1947年开始,人们一直在进行着对带电轻子味破坏过程的探寻工作,虽然至今仍未观测到相关物理过程,但是已经给出了某些典型的带电轻子味破坏过程非常强的上限。这些限制对新物理模型的构造有着非常重要的指导意义。本文主要研究了在不同新物理模型下带电轻子的一些稀有过程。所考虑的物理过程包括:μ→eγ、τ一、τ→ τ→eγ、缪子的反常磁矩、μ-e在缪原子中的转变和μ→eee。所涉及的物理模型有:Leptoquark模型、双Higgs二重态模型和Z’模型。论文给出了这些物理过程在不同模型下的解析计算结果,数值计算了相关模型对这些物理过程的贡献大小,以及模型中耦合参数和粒子质量间的关系;展示了模型中新粒子在取不同质量的情况下,最新的相关物理实验数据对模型耦合参数空间的限制大小。本文研究结果对目前理论中新物理模型的构建和实验上对新物理粒子的寻找都有着一定的参考意义。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第一章引言

第二章标准模型与新物理

2.1 标准模型介绍

2.1.1 标准模型中的基本粒子

2.1.2 规范理论

2.1.3 自发对称性破缺和Higgs机制

2.2 标准模型的构建

2.3 超出标准模型的新物理

第三章轻子味改变过程及缪子的反常磁矩

i→l_jγ'> 3.1 l_i→l_jγ

3.2 缪子的反常磁矩

3.3 μ-e在原子中的转变

-→e^-e^-e⁺'> 3.4 μ^-→e^-e^-e⁺

第四章 Leptoquark模型

4.1 Leptoquark模型介绍

4.2 Leptoquark模型参数空间的限制

i→l_jγ'> 4.2.1 l_i→l_jγ

4.2.2 缪子的反常磁矩

4.2.3 μ-e在原子中的转变

-→e^-e^-e+^'> 4.2.4 μ^-→e^-e^-e+^</li>

4.2.5 小结

第五章双Higgs二重态模型

5.1 双Higgs二重态模型介绍

5.2 双Higgs二重态模型参数空间的限制

i→l_jγ'> 5.2.1 l_i→l_jγ

5.2.2 缪子的反常磁矩

5.2.3 μ-e在原子中的转变

－→e^-e^-e⁺'> 5.2.4 μ^－→e^-e^-e⁺

第六章 Z'模型

6.1 Z'模型介绍

6.2 Z'模型参数空间的限制

i→l_jγ'> 6.2.1 l_i→l_jγ

6.2.2 缪子的反常磁矩

-→e^-e^-e⁺'> 6.2.3 μ^-→e^-e^-e⁺

第七章总结与展望

i→l_jγ过程一圈图积分形式'>附录A l_i→l_jγ过程一圈图积分形式

附录B 末态相空间积分

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘泽坤

导师: 陈绍龙

关键词: 标准模型,模型,双二重态模型,轻子味破坏

来源: 华中师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华中师范大学

分类号: O572.32

总页数: 83

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轻子味改变过程和相关新物理研究

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