高能对撞机上新物理信号的研究

论文摘要

Higgs粒子是标准模型基本粒子中被最后观测到的粒子。通过自发对称破缺,费米子以及其它规范玻色子获得质量。2012年,欧洲核子中心宣布:大型强子对撞机上（LHC）发现一个新粒子,它很可能是Higgs粒子,它的产生和衰变特征与标准.模型的Higgs玻色子一致。新粒子的发现为深入研究电弱对称破缺机制打开了新的大门,精确理解Higgs的性质（如质量、自旋、耦合系数等）,确定它是否是标准模型预测的粒子,以及探究是否存在其它Higgs态是当前的研究热点。最近,实验上通过h→bb过程,直接研究了Higgs玻色子和底夸克的相互作用。许多超标准模型中预测了 Higgs粒子,对Higgs粒子的精确测量能够更深入的了解该模型以及限制其中的参数。通过引入一个SU（2）L Higgs二重态是标准模型扩展的简单方式,被称为双Higgs 二重态模型。在此模型中得到5个物理Higgs粒子:h0,H0,H±,其中h0一般被认为与标准模型中预研的Higgs粒子一致。本论文主要围绕标准模型Higgs以及奇异Higgs伴随产生进行研究,主要研究pp →bbφk过程,其中φk→bb和φk→T+T-。研究该过程主要有一下几个优点:第一该过程容易被实验研究和探测,第二该过程可以深入研究Yukawa相互作用,为进一步理解Higgs性质提供理论依据。近年来,实验上对奇异Higgs玻色子进行广泛的研究,对奇异Higgs粒子的质量以及相互作用参数给出了进一步的限制条件,对于双Higgs二重态模型的参数空间给出了可以存在范围的预言。本论文的具体内容主要是包括:b-tagging是目前LHC上寻找新的重共振态产生的一个重要工具,我们用b-tagging方法研究中性Higgs与底夸克对的伴随产生,完成了信号过程与主要背景过程的探测器模拟,其中Higgs衰变到bb或τ+τ-。对于SM Higgs,bbh过程由于存在大量的背景过程,所以在LHC 14TeV很难观测到;但是对于奇异重Higgs,bbH和bbA 产生可以通过tanβ增加。我们发现加完所有限制条件后,bbτ+τ-道的信噪比比bbbb道的信噪比大,τ-tagging或许是寻找重粒子共振态的另一有用的工具。我们的工作说明,在LHC和未来的对撞机中,bbbb和bbτ+τ-过程在寻找奇异Higgs产生以及其它重共振态粒子会起到非常重要的作用。

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摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文研究内容

第二章理论模型

2.1 标准模型

2.2 双Higgs二重态模型

2.2.1 2HDM势能部分

2.2.2 2HDM中Yukawa部分

第三章对撞机上Higgs研究进展

3.1 标准模型希格斯衰变

3.2 大型强子对撞机

3.3 重Higgs研究进展

第四章 LHC上Higgs伴随夸克对的产生

4.1 衰变宽度

4.2 LHC上b（?）φ的伴随产生

4.3 对撞分析

4.4 SM Higgs结果

4.5 奇异Higgs结果

4.6 本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢

附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄文涛

导师: 李洪蕾

来源: 济南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 济南大学

分类号: O572.214

DOI: 10.27166/d.cnki.gsdcc.2019.000540

总页数: 67

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