最小超对称模型及其扩展中的半退耦效应研究

最小超对称模型及其扩展中的半退耦效应研究

论文摘要

粒子物理标准模型成功的统一并描述了电磁相互作用,弱相互作用和强相互作用,并涵盖了所有已知的基本粒子。随着顶夸克、τ中微子和Higgs玻色子的发现,标准模型的预言一步步被证实,其理论指导地位也不可撼动。虽然标准模型在理论上是自洽的,并且已经在提供实验预测方面取得了巨大的成功,但仍存在一些不足,比如它存在“规范等级”问题,也没能提供暗物质和暗能量的候选者等。这表明我们应在标准模型的基础上进行扩充,寻找超出标准模型的新物理,超对称理论就是标准模型扩充的一个重要方向。本文以最小超对称模型(MSSM)为基础,讨论了Higgs粒子质量及相关应用,并对MSSM和其扩展模型进行了系统的研究。我们在MSSM的基础上引入矢量粒子,称其为带有矢量粒子的最小超对称模型(MSSMV)。MSSM通过超对称性质解决了标准模型的“规范等级”问题,并预言了轻的中性Higgs玻色子h0质量只能通过辐射修正超过Z玻色子的质量。现在以提升h0质量为主要动机已经发展了一些扩展超对称的模型。比如一些研究第四代夸克或轻子的模型,但在超对称的框架下,为了避免实验上寻找超对称粒子的限制,第四代的夸克质量就会太重而破坏微扰论,并且会被电弱参数的限制排除,且超对称规范耦合系数的统一也不能实现,这些问题可以通过引入额外的矢量粒子来解决,如果矢量超多重态中的标量粒子比费米子重,其对mh0就有一个正的修正。通过研究我们发现:1、MSSMV中Higgs质量的一圈修正主要依赖于夸克、标夸克之间的质量劈裂和标夸克之间的质量劈裂,这导致了半退耦效应,即当夸克和标夸克一轻一重,或标夸克二重态质量劈裂很大时,重的粒子退耦,但轻的粒子还对Higgs质量有大的贡献。2、在MSSMV中存在着参数空间,使得类标准模型的Higgs质量达到LHC实验结果125GeV,模型实现了提高Higgs质量的主要目标。3、在MSSMV允许的参数空间内,存在质量为几百个GeV的类矢量夸克,可能会在将来的LHC上观测到。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 第2章 标准模型理论基础
  •   2.1 基本粒子
  •   2.2 基本相互作用
  •     2.2.1 电磁相互作用
  •     2.2.2 弱相互作用
  •     2.2.3 弱电统一规范理论
  •     2.2.4 强相互作用
  •   2.3 Higgs粒子发现过程
  •   2.4 标准模型存在问题
  • 第3章 超对称模型
  •   3.1 最小超对称模型
  •   3.2 次最小超对称模型
  • 第4章 矢量粒子超对称半退耦现象
  •   4.1 包含矢量粒子的超对称模型
  •   4.2 MSSMV一圈图水平上Higgs质量的修正
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间所发表的论文
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王丝雨

    导师: 熊兆华

    关键词: 粒子物理,标准模型,超对称,希格斯粒子,矢量粒子

    来源: 北京工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 北京工业大学

    分类号: O572.2

    DOI: 10.26935/d.cnki.gbjgu.2019.000646

    总页数: 71

    文件大小: 1477K

    下载量: 14

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