导读:本文包含了高能对撞机论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:标准模型,双重味强子,非相对论量子色动力学,次领头阶计算
高能对撞机论文文献综述
毕环宇[1]（2019）在《高能对撞机上双重味强子和VV'H产生的研究》一文中研究指出本文在标准模型(SM)框架下对双重味强子和VV'H在高能对撞机上的产生进行了研究。其中包含了对S波Bc(*)介子、P波Bc**介子和双重味重子Ξcc、Ξbc、Ξbb在大型强子—电子对撞机(LHeC)上光产生性质的研究以及对W-W+H、W±Hγ和ZHγ在大型强子对撞机(LHC)上次领头阶(NLO)QCD和电弱(EW)修正的研究。随着2012年ATLAS和CMS实验组宣布Higgs粒子在LHC上的发现,标准模型预言的全部基本粒子都已经被证实,粒子物理学取得了里程碑式的进展,标准模型也成为了目前最成功的粒子物理基本理论模型。尽管如此,标准模型也只是TeV能区的一个有效理论,另外标准模型还不能解释暗物质暗能量,正反物质不对称、中微子震荡、精细调节等问题。由于任何与标准模型预言的偏离,都有可能成为寻找新物理的关键,因此在当前或者未来的高能对撞机上的主要任务之一仍然是精确检验标准模型。精确检验标准模型可以大致分为检验QCD理论和检验EW理论。在高能对撞机上,双重味强子的产生包含了微扰和非微扰两部分的效应,因而根据有效理论的特点,可以因子化为两个过程:短程效应中重夸克对的微扰产生;长程效应中重夸克对非微扰强子化到物理的强子。短程效应中由于有重夸克对的产生,因而能标至少在两倍的重夸克质量2mQ之上,远远大于1 GeV,因而能够在微扰QCD(pQCD)框架下给出预言。而长程效应中重夸克对演化产生双重味强子能揭示QCD强子化机制等非微扰效应。因此,研究双重味强子对于理解和检验QCD的微扰效应和非微扰效应都是非常重要的。Higgs粒子在EW对称性自发破缺和Yukawa耦合中扮演着重要角色。LHC上规范粒子伴随Higgs的产生与Higgs粒子的规范耦合及规范粒子的自耦合(包括:叁规范耦合和四规范耦合)相关,可以用来研究反常规范耦合。此外,VV'H产生还是一些重要过程的本底,比如pp→W-W+H→W-W+bb就是pp→HH→W-W+bb和pp→tt→W-W+bb的重要本底。所以规范粒子伴随Higgs的产生对于研究和检验EW理论、Higgs物理和top夸克物理有着重大价值。本文在非相对论量子色动力学(NRQCD)框架下,给出了S波Bc(*)介子、P波Bc**介子、Ξcc、Ξbc和Ξbb在e-p对撞机上领头阶的光产生性质。我们分别给出了在不同的高能e-p对撞机上的产生截面,并主要讨论了在LHeC上双重味强子的各种运动学分布以及能标、重夸克质量和部分子分部密度函数(PDF)不确定性。另外我们在SM框架下研究了W-W H、W±γH和Z-γH在LHC上的产生。我们给出了VV'H在LHC上的产生截面、NLO QCD+EW修正和末态不稳定玻色子衰变前和衰变后的各种运动学分布,另外我们还考虑了QCD Parton Shower(PS)效应并进行了PDF以及能标不确定性的讨论。双重味强子产生课题中,本论文的创新之处有如下几个方面:·首次给出了Bc(*)介子、Bc**介子、叁∞、Ξbc和Ξbb在LHeC上光产生的理论预言。·考察了e-p对撞中重夸克初态诱导的子过程,并首次将general-mass variable-flavor-number(GM-VFN)方案应用到了e—p对撞产生双重味强子的过程中。VV'H产生课题中,本论文的创新之处有如下几个方面:·首次给出了VV'H在LHC上产生的NLO QCD+EW修正,另外对于W-W+H在LHC上的产生,还首次考虑了γ+γ→W-W+H的贡献。·采用了4种减除方案来减除在壳top夸克产生子过程b+g/γ→W-tH→W-W+ b的贡献以避免“double counting”。·对于VγH产生过程,运用了夸克—光子碎裂函数和Frixione isolation两种方案来合理地区分γ/jet事例以及合理地定义红外安全观测量。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
陈良文[2]（2016）在《高能对撞机上最小Higgs模型信号的精确研究》一文中研究指出2012年7月,大型强子对撞机(LHC)取得了重大成果:实验组ATLAS和CMS同时发现质量约为125GeV的玻色子。目前的分析表明该玻色子与标准模型(SM)所预言的Higgs玻色子的性质基本相符。这意味着标准模型所预言的最后一个粒子被证实存在:这是粒子物理学的又一里程碑式的胜利。然而,我们对于电弱对称性破缺的认识仍然很有限,125GeV Higgs玻色子的发现只是我们认识电弱对称性破缺机制过程中所踏出的第一步,对该玻色子性质的深入认识仍需要大量的研究工作。同时,由于标准模型中Higgs质量平方发散等问题的困扰,TeV能标上超出标准模型的新物理是否存在也仍是一个开放性的课题。在诸多旨在解决等级差问题所构造的模型中,最小Higgs模型受到了广泛的关注。T宇称守恒的最小Higgs模型(LHT)中,通过引入标准模型费米子和规范玻色子的伴随粒子来缓解Higgs粒子质量平方发散效应;这些新粒子是LHT的核心部分,对这些新粒子的寻找也将为LHT模型的正确性提供直接线索。在LHT中,重规范玻色子ZHZH产生过程及后续衰变ZH→AHh提供了一个有意思的双Higgs产生道;同时,研究双Higgs产生过程是探索Higgs的自耦合性质以及寻找与Higgs耦合重粒子的很有价值的途径,对该产生过程的研究是目前粒子物理的前沿课题之一。以此为契机,我们对LHC上产生过程pp→ZHZH + X做了NLO QCD计算,并研究了经衰变后的过程pp→ZHZH→AHAHhh→AHAHbbbb+X末态产物运动学分布。数值结果表明NLO QCD修正对于总截面和运动学分布都有显着的影响。我们还为末态衰变产物做了本底分析,结果表明通过适当的运动学截断可以有效压低本底。在LHC上,WHZH伴随产生的截面是LHT重规范玻色子对产生中最大的,从而是研究重规范玻色子对产生最重要的过程;通过对该过程总截面以及衰变后过程pp→WHZH→WhAHAH→μvμhAHAH+ X末态产物运动学分布的研究,我们发现NLO QCD带来的修正是可观的。我们在CLIC上对γγ→q-q-+X过程在NLO QCD精度上展开研究,对总截面和末态产物运动学分布的分析表明,NLO QCD效应十分显着;同标准模型本底的对比表明,取合适的运动学截断可以有效压低本底。HZ伴随产生过程是大型强子对撞机上最重要的Higgs产生道之一,该过程是直接研究HZZ耦合性质的产生道。作为间接寻找最小Higgs模型(LHM)的途径之一,本论文中我们对HZ伴随产生过程,应用重求和技术在QCD的NLO+NLL阶上展开研究,并在QCD NLO修正中进一步考虑了gg聚合效应的贡献。我们首先观察了该产生过程的总截面对重整化能标和因子化能标的依赖性.结果表明,相比QCD NLO修正后和领头阶的总截面,QCD NLO+NLL阶修正后的总截面对能标的依赖性有了明显改善。我们就末态HZ的横动量和不变质量分布对于重整化/因子化能标的依赖性也做了分析,结果表明QCD NLO+NLL修正后的横动量和不变质量分布对于标度的依赖性是最小的。我们还给出了 LHM和SM在总截面和横动量分布中的偏差,结果表明,相比QCDNLO修正,在QCD NLO+NLL阶修正后,两个模型间的偏差有一定程度的减小。我们工作中的创新之处为如下几点:首次对LHC上重规范玻色子产生过程ZHZH/WHZH和CLIC上q-q-产生过程做了 NLO QCD修正后的现象学分析,并给出了总截面和末态衰变产物的运动学分布。这些分析对于在高能对撞机上寻找新粒子有重要的指导意义。首次对LHC上的HZ伴随产生过程中最小Higgs模型效应采用重求和技术进行了研究。我们在QCD NLO+NLL的精度上给出了该过程的总截面以及末态产物HZ的横动量和不变质量分布。此项研究对于在强子对撞机上通过HZ伴随产生过程寻找新物理提供了重要的理论依据。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-11-01）
陈冲[3]（2016）在《高能对撞机上叁规范玻色子产生的精确研究》一文中研究指出标准模型是迄今为止人类所构造的最成功的粒子物理理论,随着Higgs粒子的发现,接下来高能对撞机的主要任务为标准模型的精确检验以及新物理信号的寻找。电弱四规范耦合(QGCs)的测量对于标准模型规范结构的检验以及电弱对称性自发破缺机制的研究具有非常重要的意义,而叁规范玻色子(TGB)产生过程与QGCs直接相关,因此本篇论文的研究重点为高能对撞机上TGB产生过程的精确研究。大型强子对撞机(LHC)上ZZW产生过程与四规范耦合W+W-ZZ直接相关,实验数据与标准模型预言的任何偏差都将意味着新物理的存在。而大额外维模型因为预言了TeV能标下的量子引力效应,所以在标准模型的诸多拓展中格外引入注目,因此我们研究了LHC上ZZW产生过程中可能的大额外维效应,并给出了精确到次领头阶QCD的结果。我们的结果表明该过程的NLO QCD修正非常明显,并且会显着压低领头阶的大额外维效应,因此我们认为领头阶结果高估了大额外维效应,为了给出可信的理论预言,NLO QCD修正是必须要考虑的。我们还发现NLO QCD修正和大额外维效应对末态粒子的相空间有很强的依赖,大额外维效应集中在高横动量(ZZ不变质量)和中心快度区域,因此采用合适的事例选择方案,大额外维效应可以被显着提高。与强子对撞机相比,正负电子对撞机背景非常干净,实验测量可以达到很高的精度,因此对相关可观测量给出尽可能精确的理论预言是十分必要的。e+e→W+W-γ过程对于四规范耦合顶点W+W-γγ和W+W-Zγ非常重要,我们计算了国际直线对撞机(ILC)上W+W-7产生截面的次领头阶电弱修正以及初态光子辐射(ISR)的重求和效应。通过分析ILC上W+W-γ产生截面随对撞机能量的变化,我们发现电弱修正明显压低了领头阶截面,并且高阶的ISR效应只在(?)处于阈值附近时比较明显,在对撞能量较高的区域几乎可以忽略不计。我们还给出了(?)=500 GeV时,产生截面对pTW-(r),yW-(r)和W玻色子对不变质量MWW的分布,发现电弱修正对末态粒子相空间有很强的依赖。最后我们采用传统的窄宽度近似法分析了W玻色子对的轻子衰变,结果表明末态光子和轻子在空间上可以很好地分开。本论文的成果总结如下：·本文首次在大额外维模型中研究了pp→ZZW±+X过程的NLO QCD修正,该过程的NLO QCD修正非常显着并且会大大压低领头阶大额外维效应。我们还发现ZZW产生过程的大额外维效应主要集中在末态粒子的高横动量和中心快度区域,选取合适的事例选择方案,大额外维效应可以被显着提高,这些结论为实验上寻找大额外维信号提供了一定的理论指导。·我们给出了ILC上e+e-→W+W-γ过程目前最精确的理论预言,计算了完整的NLO EW修正以及初态光子辐射(ISR)的重求和效应。结果表明该过程的EW修正对领头阶截面有明显的压低,而高阶ISR效应只在(?)处于闽值附近时非常显着,对撞能量较高时可以忽略不计。我们还研究了末态粒子的微分分布以及W玻色子的衰变,为实验上通过该过程测量四规范耦合提供了指导。·圈图计算中,我们遇到了小Gram矩阵行列式以及标量积分函数所导致的数值结果不稳定问题,为此我们进一步发展了计算圈图的程序LoopTools。其中小Gram矩阵行列式问题可以采用双精度和四精度混合计算的方案,在解决数值不稳定性的同时,保证计算效率,标量积分函数问题则需要对LoopTools的标量积分库做适当的修改。该问题的解决为实验室叁体末态的精确计算奠定了基础。·实辐射计算中,相空间分割法不同部分之间的大数相消非常严重,为此我们采用误差收敛更快的双极点剪除方法来处理实辐射部分的红外发散,并且引入了参数α来控制剪除项的相空间大小,从而降低“missed-binning”问题发生的概率。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-05-01）
刘要北[4]（2016）在《高能对撞机上左右双希格斯模型的唯象研究》一文中研究指出粒子物理学中描述强相互作用和电弱相互作用的标准模型(Standard Model:SM)自20世纪60年代末期建立以来,经历了大量实验的精确检验,是迄今描述微观粒子相互作用最成功的理论模型。然而SM自身仍存在的一些理论问题(如规范等级问题、无法解释中微子质量和暗物质等),人们普遍相信SM只是一个低能有效理论,在TeV能标附近应该有新物理存在。双Higgs机制是为了解决小的等级问题所提出的一种新理论,左右双Higgs(Left-right twin Higgs:LRTH)模型是双Higgs机制在左右手模型中的具体实现。除了类SM的Higgs粒子,该模型也预言了重的类矢T夸克、重的规范玻色子、中性和带电的标量粒子等,它们会在高能对撞机上产生一些独特的信号。随着欧洲核子中心(European Organization for Nuclear Research:CERN)大型强子对撞机(Large Hadron Collider:LHC)的成功运行,粒子物理学研究跨入了“TeV能标”的崭新时代。2012年7月,ATLAS和CMS实验组同时宣布在125 GeV附近发现了一个新的粒子,第一阶段运行(质心系能量为7 TeV和8 TeV)的实验数据表明该粒子的性质和SM中Higgs粒子非常接近。然而,很多新物理模型也都预言了类SM的Higgs粒子的存在,所以从实验上精确测量Higgs粒子的性质对检验SM和区别不同的新物理模型非常重要。计划中的高能正负电子直线对撞机具有背景干净,高精度等优点,可以精确地检验强子对撞机发现的新物理现象。本文正是基于正在运行的LHC实验和计划中的高能直线对撞机,在LRTH模型下开展了一些唯象研究工作：(1)研究了LRTH模型中类标准模型Higgs玻色子的各种衰变道,重点研究了双光子道的信号强度,并根据LHC实验Higgs的相关数据进行整体拟合从而给出对参数空间的限制。由于退耦效应,五个道中Higgs玻色子的信号强度与SM的比值都小于1,Higgs数据的整体拟合结果基本排除了能量标度参数f的参数空间f<550 GeV.(2)研究了轻的赝标粒子φ0的衰变和产生。特别是当它的质量小于类标准模型Higgs粒子质量一半时,新的衰变道h→砂φ0φ0将会打开,从而压低其它衰变道的分支比。所以,LHC上Higgs的数据会对该过程给予一定的限制。在此限制下,我们又研究了它在LHC和国际直线对撞机(International Linear Collider:ILC)上的唯象学。特别是在质心能量(?)=250 GeV的ILC上,可以通过e+e-→Zh→Z(Φ0Φ0)→Z(4b.2b27-T)过程来探测轻的φ0粒子的信号。(3)研究了LHC,XENO100和大型地下氙(Large Underground Xenon:LUX)实验对LRTH模型中暗物质候选者S的限制,包括LHC上Higgs数据对不可见衰变的分支比Br(h→SS)的限制以及暗物质直接探测实验对参数空间{9hSS,mS)的限制。结果表明,在2σ的置信度水平上,类标准模型的Higgs衰变到轻的暗物质对的分支比应该小于20%;对同样大小的暗物质质量,LUX实验结果能给出对耦合参数9hss更强的限制。(4)研究了在高能直线对撞机上T夸克联合产生的一系列过程e+e-→tT+Tt， e+e-→TT,e+e-→tTh+Tlh,e+e-→TTh,lTΦ0+TlΦ0.和TTφ0,给出各个过程的产生截面并做了简单的背景分析。(5)研究了LRTH模型中的类SM的Higgs玻色子h在ILC上的叁个重要产生过程：e+e-→Zh,e+e-→vvh和e+e-→tth。计算了非极化状态下各个过程中Higgs粒子衰变到bb和99的信号强度,并与未来ILC实验上预期的测量精度进行了对比。结果表明未来的ILC实验能给能标参数∫厂很强的限制。以ILC-250(1000)GcV为例,在2σ的水平上∫的值应该大于1150(1400)GeV。(本文来源于《南京师范大学》期刊2016-03-10）
孙崭[5]（2015）在《重夸克偶素在高能对撞机上产生和极化性质的研究》一文中研究指出本文在非相对论量子色动力学(NRQCD)框架下,详细讨论了重夸克偶素产生的几个过程：1)超级Z工厂中粲偶素和底偶素的单举产生；2)J/ψ在国际线性对撞机(ILC)上伴随正反c夸克对的光产生；3)底偶素在超级Z工厂上伴随光子的遍举产生；4)大型强子对撞机(LHC)上ηc的强产生；5)LHC上J/ψ,ψ’的强产生和极化。B工厂中J/ψ伴随一对正反c夸克的单举产生的测量和理论预言之间有较大的出入。次领头阶(NLO)修正虽然基本解释了总截面数据,但角分布的差别依然存在。此外2012年LHCb实验组公布的J/ψ伴随一个粲夸克强子产生过程的测量与理论预言也有较大的出入。因此,为了测试在其它平台上是否会出现类似的理论预言和实验的不一致,本文首先在超级Z工厂上,基于NRQCD因子化方法对J/ψ以及其它粲偶素粒子的单举过程进行了详细完整的研究。其中包括总截面,横动量分布,快度分布,以及与碎裂函数计算结果对比。通过计算,我们发现色八重态过程贡献较大,可以和色单态贡献比拟。且由于共振峰效应,当对撞能量等于Z玻色子质量时,产生截面将得到很大的提升(亮度为L=1034cm2s-1时,年事例数～105)。此外,计算发现J/ψ+cc远大于其他产生道,即J/ψ+Xnoncc。该工作中,我们也研究了γ及其它底偶素粒子在超级Z工厂的单举产生过程,并得到了和J/ψ类似的唯象结果。其次,本文在被认为是下一代高能正负电子对撞机的国际线性对撞机上,对间接J/ψ光产生过程γγ→J/ψ+c+c进行了完整的理论研究。其中包括总截面,横动量分布,快度分布和极化参数预言。计算结果显示该过程的产生截面非常大(亮度为L=1034cm-2s-1时,年事例数～106)。对于间接J/ψ产生,直接产生约占78%,ψ’衰变贡献约占20%,χcJ衰变约占2%。直接产生中,色八重态的贡献,尤其是1S08和3PJ8,至少是色单态贡献的50倍。值得一提的是,对于横动量分布,快度分布以及极化参数,色单态机制和NRQCD给出的理论预言均有很大的差别。因此在国际线性对撞机平台上对J/ψ+c+c产生过程的测量,尤其是微分截面和极化参数的测量,将帮助我们进一步检测色八重态机制。B工厂中除了J/ψ单举产生的问题外,J/ψ遍举产生过程的理论预言和实验测量也存在较大差异。考虑了NLO QCD修正和相对论修正后,部分理论计算结果可以达到实验测量值的下限。考虑到J/ψ和光子量子数相同,所以除了e+e-→ηc(χcJ)+J/ψ之外,e+e-→ηc(χcJ)+γ这个遍举过程对于探究重夸克偶素产生机制也很有意义。相比于粲偶素,底偶素的质量更大,微扰计算更加收敛,相对论修正更小。但由于B工厂能量较低,上述这些过程对于底偶素并不适合。因此本文将在超级Z工厂中,对底偶素伴随光子的遍举产生进行研究,完成该过程的单圈QCD修正。计算发现该修正对领头阶(LO)结果影响很大。例如,K因子为K(Y)□0.72,K(hb)□0.56,K(χb2)□0.48.2014年LHCb实验组公布了ηc强产生的实验结果。我们对该过程进行了NLOQCD修正,成功解释了该试验。且第一次通过实验拟合得到了产生ηc色单态长程矩阵元(LDMEs)<Oηc(1S10)>的数值和<Oηc(3S18)>的范围。通过重夸克白旋对称性(HQSS),我们最终得到了<OJ/ψ(3S11)>的数值和<OJ/ψ(1S08)>的明确范围,成功解释了之前LHCb组公布的J/ψ极化测量数据。自从2000年CDF RunI公布了J/ψ(ψ’)的极化测量数据,十几年来J/ψ/(ψ')的极化困难一直都被认为是对NRQCD因子化方法最大的挑战之一。因此,本文对J/ψ,ψ’和xcJ的强产生进行NLO QCD修正,利用从上述ηc工作中得到的两个产生J/ψ长程矩阵元<OJ/ψ(3S11)>和<OJ/ψ(1S08>),基于速度标度原则(VSR)和重夸克白旋对称性,采取全新的拟合方案,通过大量实验数据对剩下的两个色八重态长程矩阵元进行拟合,并找到了对,J/ψ(ψ')极化极为重要的比值量尺。最终,我们统一而白洽的解释了大型强子对撞机上粲偶素的产生和极化。(本文来源于《重庆大学》期刊2015-09-01）
张宇[6]（2015）在《高能对撞机上Higgs粒子伴随产生的精确研究》一文中研究指出一直以来,粒子物理学中的标准模型的预言都能与高能物理实验结果很好的吻合,因此标准模型是迄今为止最成功的理论模型之一。在标准模型中,通过Higgs机制的引入实现了电弱对称性自发破缺,并赋予了基本粒子质量以及预言了标准模型希格斯(Higgs)粒子的存在。随着2012年7月份欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)上的ATLAS和CMS两个实验组同时宣布找到了一个质量在126GeV附近的新的中性玻色子,粒子物理又向前迈出了巨大的一步。这个新的玻色子后来被证实是Higgs粒子。对于这个新发现的Higgs玻色子的粒子属性更精确的测量还在进行中。但是现有的数据均表明它很有可能就是标准模型的Higgs粒子。所以未来高能对撞机上一个重要的任务就是研究以及测量这个粒子的自然属性,并最终确定它是否真是标准模型的Higgs玻色子。强子对撞机上复杂且强大的强子背景使其在对粒子属性的精确测量有一定的局限性。因此人们将对Higgs粒子属性更高精度测量的希望寄托在正在筹建的国际直线对撞机(ILC)上。ILC采用正负电子对撞模式,具有干净的背景以及较高的测量精度。在Higgs粒子的自然属性中,对其衰变宽度以及可能衰变道的衰变分支比的确定是极其重要的。H→γγ的衰变宽度对于模型具有极强的依赖性,任何理论和实验结果的偏差都有可能预示着标准模型以外新物理的存在。在本论文的第三章中,我们对在ILC上e+e-→Zγγ产生过程进行了深入的研究。该过程是测量H→γ衰变宽度时最严重且不可约的背景过程之一,同时它还可以用来研究规范玻色子的耦合。在标准模型框架下,我们提供了ILC上双光子伴随Z玻色子产生过程完整的单圈阶电弱(EW)修正,并给出了领头阶(LO)和次领头阶(NLO)电弱修正的总散射截面和末态产物的运动学分布。我们通过计算发现NLO EW的相对修正对相空间具有很强的依赖。通过对信号过程e+e-→ZH→Zγγ以及背景过程e+e-→Zγγ的末态产物重要的运动学分布的研究和比较,我们发现如果对末态产物选取适当的相空间截断,那么背景过程的事例就能被明显地减少。Higgs粒子与顶夸克的Yukawa耦合可以清晰地显示出电弱对称性自发破缺中可能的相互作用机制,一直以来都得到了实验物理学家和理论物理学家极大的关注。高能强子对撞机上Higgs玻色子伴随顶夸克对产生过程领头阶的截面直接正比于顶夸克的Yukawa耦合常数的平方,这就为顶夸克Yukawa耦合的直接测量和研究提供了独一无二的途径。在本论文的第四章,我们报告了在标准模型中对于PP→Htt并伴随顶夸克衰变的NLO QCD以及NLOEW修正的计算。我们给出了在对撞能量为14TeV的LHC甚至未来对撞能量分别为33和100TeV的质子-质子对撞机上总的散射截面。我们给出了pp→Htt→HW+bW-b+X→Hl+l-bbvv+X过程的末态产物的一些运动学分布。我们发现在一些运动学区域中,NLO EW的相对修正与NLO QCD在数值上是差不多的。本论文的创新之处主要有以下几点：●我们首次对ILC上双光子伴随Z玻色子产生的标准模型过程进行了完整的单圈电弱修正的计算,给出了该过程目前最精确的理论预言。这对测量H→γγ衰变道的宽度以及检验规范粒子的耦合特性提供了精确的理论依据。●在对e+e-→Zγγ和pp→Htt过程的精确研究中,圈积分会出现严重的数值不稳定的问题。我们必须采用四精度的计算程序,但是会耗费非常多的计算时间。为了处理数值不稳定的问题的同时又要提高数值计算的效率,我们在程序上采用了双精度和四精度联合应用的方法。·我们首次完成了列在Les Hounches愿望单上关于对高能强子对撞机上Higgs粒子伴随顶夸克对产生过程进行深入研究的目标,即给出强子对撞机上pp→Htt→HW+bW-b+X→Hl+l-bbvv+X过程一直到NLOQCD和NLO EW的计算结果。这也是该过程目前最精确的理论预言。我们的研究为顶夸克的Yukawa耦合的测量提供了精确的理论依据。·我们解决了在对pp→Htt过程的NLO EW修正的计算中复杂的红外发散消除问题,即会同时出现胶子和光子的红外发散的问题。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2015-05-01）
任杰[7]（2015）在《高能对撞机上Higgs与规范玻色子联合产生过程的精确研究》一文中研究指出理解电弱对称性破缺的机制是在粒子物理学中最重要的问题。基于量子场论中的基本粒子的标准物理图像,Higgs标量场的真空期望值导致了电弱规范对称性的自发破缺。虽然标准模型理论上预言了Higgs粒子的存在,但是并没有预言它的质量,这给实验寻找带来了巨大困难。在经历了长达40年的寻找后,2012年6月4日,在欧洲核子中心的大型强子对撞机上,ATLAS实验组和CMS实验组同时宣布发现一个带有125-127 GeV质量的新粒子。到目前为止,通过各种实验已经证实,该粒子的性质、相互作用的类型和衰变的形式在很多方面都与标准模型所预言Higgs玻色子相一致。由于Higgs粒子的规范耦合对新物理敏感,任何对Higgs规范耦合的有改变的新物理都会导致从实验数据中得到偏离标准模型的结果。除此之外,Higgs规范耦合和叁矢量玻色子的反常耦合极其相关。所以高能对撞机上对Higgs性质的精确测量十分重要,既是检验标准模型正确性的一个关键,又是寻找新物理的一大窗口。因此,对Higgs规范耦合的研究对于检验标准模型以及探索新物理都有极为重要的作用。在本论文中,我们通过高能强子对撞机上的pp→HZW±过程和高能正负电子对撞机上的e+e+→HZγ过程详细研究了Higgs与ZW、Zγ的规范耦合。计算了这两个过程的次领头阶修正：采用在壳重整化方案,通过增加抵消项来消除圈图中的紫外发散；使用双截断相空间分隔方法处理实辐射中的红外发散；采用FeYnArts、FormCalc、 LoopTools、CompHEP等程序包进行数值计算。除此之外,使用MadGrapph程序包进行了对撞机信号的Monte Carlo模拟。发现在标准模型理论框架下计算的次领头阶修正对这两个过程的散射截面具有很大影响：对于14 TeV LHC上的pp→HZW±过程,相应的单圈阶修正可以达到46%,并且次领头阶的修正降低了该过程的电荷不对称性的计算结果；对于240,300,350GeV对撞机上的e+e+→HZγ过程,次领头阶的相对电弱修正量分别可以达到-30%、--12%、-9.8%。本文还提出了在高能对撞机上探测该过程的剔除背景影响、增强可观测性的建议。14 TeV LHC上的pp→HZW±过程的末态W+衰变产生的“+粒子的横动量的分布的峰值在40 GeV(～mw／2)附近；Higgs玻色子衰变产生的两个b喷注倾向于背对背方向。次领头阶电弱修正量大大降低了e+e-→HZγ过程的末态光子横动量分布在低pT区域领头阶的微分散射截面；对于质心能为240 GeV的对撞机,大多数事例产生在光子横动量小于20 GeV的区域；对于质心能为350 GeV的对撞机,光子横动量可以更大。这些结果将对实验上精确测量Higgs规范耦合、检验标准模型的正确性以及寻找新物理具有重要的理论指导意义。(本文来源于《河南师范大学》期刊2015-04-01）
李晓周[8]（2013）在《高能对撞机上规范粒子产生中的额外维效应研究》一文中研究指出粒子物理学标准模型已经取得了很大的成功,最后一个未被证实的标准模型粒子—Higgs粒子的寻找实验也有了突破性的进展,尽管如此,标准模型的理论本身还是有问题的,其中之一就是由Higgs粒子质量平方发散引起的规范等级差问题。目前为止,解决该问题的新物理模型有超对称模型、最小Higgs模型以及额外维模模型等。额外维模型允许在TeV能标附近出现量子引力的效应,因此额外维在高能对撞机上会产生丰富的现象学,主要的额外维模型有ADD额外维模型和RS额外维模型,ADD额外维模型也称大额外维模型(简称LED模型)。W+W-产生是LHC实验初期重点研究的对象之一,在ADD额外维模型中,我们研究了LHC上pp→W+W-→W±l+vl+X(l=e,μ)过程中的虚Kaluza-Klein引力子效应,并且考虑了NLO QCD修正。我们指出并改正了已有文献中的错误并且进行了更深入的讨论,在此基础上得到了更为可信的物理结果。我们发现：ADD Kaluza-Klein引力子的虚效应会抬高不变质量的微分分布,而且考虑W粒子衰变时给出的基本能标Ms的限制更强。因此,NLO QCD修正的pp→W+W-→W+l+vl+X过程可以作为LHC上精确检验ADD额外维信号的建议过程。叁电弱规范粒子W+W-γ／Z末态是高能对撞机LHC、ILC及CLIC未来重点研究的对象之一。在本论文中,我们分别研究了ADD额外维模型和RS额外维模型中的W+W-γ/Z产生。研究结果表明：(1)ADD额外维信号在LHC上比在ILC上表现得更为显着,尤其是在高横动量、大的不变质量以及快度中心区域；(2)LHC上RS额外维信号的横动量及快度分布也与CLIC上的有明显不同；(3)在不变质量的分布中,RS Kaluza-Klein引力子表现为TeV量级的共振粒子,而ADD Kaluza-Klein引力子则没有此共振行为,这是由于ADD Kaluza-Klein引力子与RS Kaluza-Klein引力子质量谱的差异造成的。概括起来,本论文的创新之处体现在以下几个方面：.在pp→W+W-→W+l+vl+x(l=e,μ)过程的ADD额外维效应研究中,我们考虑了NLO QCD的修正,并且改正了已有文献的结果,我们的研究结果表明：ADD Kaluza-Klein引力子的虚效应会抬高不变质量的微分分布,而且考虑W粒子衰变时给出的基本能标Ms的限制更强。·ADD额外维信号和RS额外维信号都会显着地影响W+W-γ/Z产生中的可观测量的行为,如横动量、快度及不变质量等,尤其是在不变质量的分布上,我们发现RS Kaluza-Klein引力子表现为TeV量级的共振粒子,ADD Kaluza-Klein引力子则没有此共振行为：·在W+W-γ/Z产生的额外维效应研究中,高能强子对撞机LHC与未来直线对撞机ILC及CLIC具有互补性的意义,相比之下,LHC比ILC更适合于研究W+W-γ/Z产生中的ADD额外维信号,而在研究RS额外维信号方面,CLIC则比LHC更具优势。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2013-05-01）
李霄鹏[9]（2013）在《高能对撞机单个顶夸克产生过程中的R字称破坏效应的精确研究》一文中研究指出自标准模型建立以来,几乎所有的高能物理实验结果都验证了标准模型理论的正确性。最近在LHC上的发现的～125GeV玻色子,很有可能就是标准模型中的Higgs粒子。尽管如此,标准模型还存在着种种缺陷,例如等级差问题,中微子振荡现象等等。人们也认识到标准模型的局限性,并开始寻找标准模型以外的新物理。各种对标准模型扩展的新物理模型,例如小Higgs模型,额外维模型,最小超对称模型等,被逐渐提出并建立起来。其中,最小超对称模型因其优美的数学形式和丰富的物理内涵而倍受青睐,被认为是最有希望的新物理模型。因此寻找超对称物理信号成为当今粒子物理实验的重要目标之一。西欧核子中心正在运行中的大型强子对撞机(LHC)和正在筹建中的电子-强子对撞机(LHeC)将为探索和寻找标准模型以外的新物理信号提供一个很好的实验平台。R宇称守恒是一种现象学上的假设,R宇称守恒与否并不影响理论上的自洽性。R宇称守恒与R宇称破坏的超对称模型在理论上地位是相同的。最一般的超对称模型应该包含R宇称破坏的部分。由于top夸克是标准模型中最重的费米子,其质量最接近电弱破缺能标,同时其大质量也允许它在新物理中参与新的相互作用,因此top夸克物理一直以来被认为是通向新物理的窗口。由于top夸克的极化可以测量,这也为测量有top夸克参与的新的相互作用的手征性提供了便利。同时单个top夸克产生过程的典型信号特征使其在剔除实验本底,提出实验信号方面具有很大优势。因此单top夸克伴随超对称粒子产生过程是研究R宇称破坏最小超对称模型的一个有力途径。本论文对LHC和LHeC上通过R宇称破缺顶点产生单个超对称粒子的过程进行研究,为实验上寻找超对称信号或者对R宇称破坏耦合系数进行限制提供了理论指导。在论文的第二章和第叁章中我们分别介绍了LHC和LHeC上单个top夸克伴随单个超对称粒子产生过程的精确研究工作。在这些工作中我们采用了复质量方案(CMS),两截断相空间方法(TCPSS),两极点减除方案(DPS)和窄宽度近似等手段来处理计算中遇到的各种问题。在第二章中我们对LHC上单个top夸克伴随slepton产生过程进行了次领头阶QCD修正计算。探讨了领头阶和次领头阶修正的截面与重整化能标/因子化能标,slepton质量,stop夸克质量以及gluino质量等参数之间的依赖关系。分析了叁标量场耦合tj-dκ-ιi对次领头阶QCD修正的影响。我们给出了不同的事例判选方案下次领头阶QCD修正结果的变化,并指出exclusive事例判选方案能保证修正结果的收敛性。我们的研究结果表明,在exclusive事例判选方案下,在某些参数空间中次领头阶QCD修正将大于28%。在第叁章中我们在最新的实验结果对超对称参数的限制范围内的pMSSM-19模型中,对在LHeC上单个top夸克伴随最轻的neutralino产生过程进行了完整的计算,并给出了该过程的次领头阶QCD修正结果。虽然在多数情况下,由于stop夸克的共振效应,8-道费曼图对总截面的贡献占据了主要部分,但是在实验所允许的某些参数空间(例如slepton质量相对较轻而stop夸克质量相对较重时),t-、u-道的非共振费曼图的贡献是不可忽略的。在次领头阶QCD修正计算中更应该将所有的费曼图的贡献完整地考虑进去。为了更明确地表示出非共振部分对总截面的贡献,我们在领头阶计算中比较了通过叁种方法得到的截面:(1)包括所有的树图阶费曼图的贡献,(2)只包含s-道费曼图的贡献,(3)在窄宽度近似下得到的截面。我们发现在我们所选的参数点,相对于按照方法(1)得到的截面,非共振部分的贡献可以达到50%以上。我们分析了相关的超对称参数对该过程截面的影响,给出了领头阶和QCD次领头阶末态top夸克的横动量微分分布。我们发现在大多数情况下次领头阶QCD修正会增加总截面,但是在某些情况下QCD修正效应将很难被实验测量到。本论文的创新之处如下：·首次对在LHC上单个slepton伴随top夸克过程的高阶修正效应进行系统研究,对各个超对称参数对该过程的影响进行深入分析。同时我们还研究了该过程中领头阶和次领头阶QCD修正效应对末态top夸克的极化的影响。为了得到更接近实验结果的数据,我们在窄宽度近似下对slepton进行衰变并给出了衰变末态粒子的可观测量微分分布,为实验测量提供了精确的理论依据。·首次在最新的实验参数限制下,对LHeC上通过单top夸克伴随最轻的neutralino产生过程来探测超对称信号或限制R宇称破坏参数进行了完整深入的研究。我们的工作指出在最新的实验参数限制下,该过程的非共振费曼图的贡献是不可忽略的。相对于以往对此过程的分析中只考虑共振部分的贡献,我们的结果更加精确。计算结果表明,次领头阶QCD修正效应在有利的SUSY参数空间下非常明显,尤其是在末态top夸克横动量微分分布上最为明显。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2013-05-01）
李炳中[10]（2011）在《高能对撞机上一些新物理模型过程的唯象研究》一文中研究指出尽管标准模型(SM)在揭示人们可达到的最小尺度内的基本自然规律方面以及描写目前实验数据方面取得了显着的成功,但是在标准模型中负责电弱对称性自发破缺机制的黑格斯(Higgs)粒子迄今仍未被实验所发现。此外,有关标准模型的诸多理论争端以及超出标准模型的实验迹象暗示着标准模型是不完善的,它应该包含于某种更基本的理论之中。许多超出标准模型的新物理的一个主要动机是解决标准模型中电弱能标和普朗克能标之间的等级结构问题和精细调节问题。人工色理论作为一种电弱对称性动力学破缺理论,它在超出电弱能标不太高的标度引入新的强相互作用,从而延缓等级结构问题。最小Higgs模型是基于SU(5)/SO(5)整体对称性破缺的非线性σ模型,它借助整体对称性部分破缺的方式来消除最低阶贡献,从而实现问题的解决。在各种各样的电弱对称性动力学破缺模型中,顶色辅助的人工色(TC2)模型是最令人感兴趣的,因为它把top夸克和电弱对称性破缺联系在一起。在TC2模型中,顶色(topcolor)相互作用对电弱对称性破缺的贡献很小,但它负责产生top夸克的大部分质量,其贡献大小为mt'=(1一ε)mt(ε=0.03-0.1),其中￡是一个与模型有关的参数。人工色(technicolor)相互作用在电弱对称性破缺中扮演主要角色,而扩充的人工色(extended technicolor)相互作用产生轻费米子的质量,而对top夸克质量仅产生大小为εmt的贡献。TC2模型预言了叁个CP奇宇称标量粒子top-pions(πt±,πt0)和一个CP偶宇称标量粒子top-Higgs(ht0)这些新粒子可视为TC2模型的特征粒子,它们是第叁代夸克的凝聚产物并与第叁代夸克存在较强的耦合。此外,topcolor相互作用是非普适的,它不满足GIM机制,这种非普适的相互作用会产生一些树图阶的味改变中性流顶角,这些味改变耦合强度比较大,这是TC2模型的又一特点。在最小Higgs模型中,除了标准模型的粒子之外,还引入了新的荷电重矢量玻色子(WH±),一个中性重矢量玻色子(ZH0),一个重光子(AH),一个重top夸克(T+)和一个重的标量叁重态(φ)。相对最小Higgs模型,带有T-宇称的最小Higgs模型(LHT)是一个理论上协调的唯象上可行的模型。LHT模型需要引入叁代镜像夸克和叁代镜像轻子,叁代镜像费米子都是T奇宇称态。另外,对于上面所提及的新粒子,除T+是T偶宇称态之外,其它都是T奇宇称态。最后,LHT模型中还包含一个T奇宇称重top夸克(T_)。LHT模型中的镜像费米子可引起特殊的味结构和一些新的味改变耦合,这些味改变耦合可以较大地提高一些味改变过程的产生几率。基于已运行的大型强子对撞机(LHC)和未来的国际直线对撞机(ILC)这两个高能对撞机的运行环境,结合一些具体的物理过程,我们对TC2模型和LHT模型中新粒子的产生过程以及这些模型对一些味改变过程的影响进行了分析研究,主要研究工作表现在以下几个方面：(1)在LHC上TC2模型下研究了top-Higgs与top夸克对联合产生的树图过程pp→ttht0,在LHC上该过程通过部分子过程qq→ttht0和99→ttht0来实现。我们分别考察了top-Higgs质量和模型参数ε对该过程产生截面的影响。我们的数值结果显示,在模型的大部分参数空间中,过程pp→ttht0的产生截面可达到几百个fb,而对于轻的top-Higgs,截面达到几十个pb。我们还给出了产生截面随ht0粒子横动量变化的分布以及产生截面对重整化标度/因子化标度的依赖关系。(2)在TC2模型下计算了过程e+e-→ttht0的产生截面,计算结果显示,在top-Higgs质量取值的全空间中,当ILC质心能量在1 TeV和2 TeV之间时,该过程产生截面的取值为1.0-7.5fb。此外,我们还分别给出了产生截面随ht0粒子和top夸克横动量变化的分布。(3)在ILC上LHT模型下研究了b夸克和s夸克的味改变联合产生过程,即e+e-bs和γγ→bs。结果显示,在合适的参数空间范围内,bs产生截面是相当大的。在ILC上通过对这些过程的观测有望实现对LHT模型的检验或者为模型参数给出一些限制。(本文来源于《河南师范大学》期刊2011-05-01）
高能对撞机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
2012年7月,大型强子对撞机(LHC)取得了重大成果:实验组ATLAS和CMS同时发现质量约为125GeV的玻色子。目前的分析表明该玻色子与标准模型(SM)所预言的Higgs玻色子的性质基本相符。这意味着标准模型所预言的最后一个粒子被证实存在:这是粒子物理学的又一里程碑式的胜利。然而,我们对于电弱对称性破缺的认识仍然很有限,125GeV Higgs玻色子的发现只是我们认识电弱对称性破缺机制过程中所踏出的第一步,对该玻色子性质的深入认识仍需要大量的研究工作。同时,由于标准模型中Higgs质量平方发散等问题的困扰,TeV能标上超出标准模型的新物理是否存在也仍是一个开放性的课题。在诸多旨在解决等级差问题所构造的模型中,最小Higgs模型受到了广泛的关注。T宇称守恒的最小Higgs模型(LHT)中,通过引入标准模型费米子和规范玻色子的伴随粒子来缓解Higgs粒子质量平方发散效应;这些新粒子是LHT的核心部分,对这些新粒子的寻找也将为LHT模型的正确性提供直接线索。在LHT中,重规范玻色子ZHZH产生过程及后续衰变ZH→AHh提供了一个有意思的双Higgs产生道;同时,研究双Higgs产生过程是探索Higgs的自耦合性质以及寻找与Higgs耦合重粒子的很有价值的途径,对该产生过程的研究是目前粒子物理的前沿课题之一。以此为契机,我们对LHC上产生过程pp→ZHZH + X做了NLO QCD计算,并研究了经衰变后的过程pp→ZHZH→AHAHhh→AHAHbbbb+X末态产物运动学分布。数值结果表明NLO QCD修正对于总截面和运动学分布都有显着的影响。我们还为末态衰变产物做了本底分析,结果表明通过适当的运动学截断可以有效压低本底。在LHC上,WHZH伴随产生的截面是LHT重规范玻色子对产生中最大的,从而是研究重规范玻色子对产生最重要的过程;通过对该过程总截面以及衰变后过程pp→WHZH→WhAHAH→μvμhAHAH+ X末态产物运动学分布的研究,我们发现NLO QCD带来的修正是可观的。我们在CLIC上对γγ→q-q-+X过程在NLO QCD精度上展开研究,对总截面和末态产物运动学分布的分析表明,NLO QCD效应十分显着;同标准模型本底的对比表明,取合适的运动学截断可以有效压低本底。HZ伴随产生过程是大型强子对撞机上最重要的Higgs产生道之一,该过程是直接研究HZZ耦合性质的产生道。作为间接寻找最小Higgs模型(LHM)的途径之一,本论文中我们对HZ伴随产生过程,应用重求和技术在QCD的NLO+NLL阶上展开研究,并在QCD NLO修正中进一步考虑了gg聚合效应的贡献。我们首先观察了该产生过程的总截面对重整化能标和因子化能标的依赖性.结果表明,相比QCD NLO修正后和领头阶的总截面,QCD NLO+NLL阶修正后的总截面对能标的依赖性有了明显改善。我们就末态HZ的横动量和不变质量分布对于重整化/因子化能标的依赖性也做了分析,结果表明QCD NLO+NLL修正后的横动量和不变质量分布对于标度的依赖性是最小的。我们还给出了 LHM和SM在总截面和横动量分布中的偏差,结果表明,相比QCDNLO修正,在QCD NLO+NLL阶修正后,两个模型间的偏差有一定程度的减小。我们工作中的创新之处为如下几点:首次对LHC上重规范玻色子产生过程ZHZH/WHZH和CLIC上q-q-产生过程做了 NLO QCD修正后的现象学分析,并给出了总截面和末态衰变产物的运动学分布。这些分析对于在高能对撞机上寻找新粒子有重要的指导意义。首次对LHC上的HZ伴随产生过程中最小Higgs模型效应采用重求和技术进行了研究。我们在QCD NLO+NLL的精度上给出了该过程的总截面以及末态产物HZ的横动量和不变质量分布。此项研究对于在强子对撞机上通过HZ伴随产生过程寻找新物理提供了重要的理论依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
高能对撞机论文参考文献
[1].毕环宇.高能对撞机上双重味强子和VV'H产生的研究[D].中国科学技术大学.2019
[2].陈良文.高能对撞机上最小Higgs模型信号的精确研究[D].中国科学技术大学.2016
[3].陈冲.高能对撞机上叁规范玻色子产生的精确研究[D].中国科学技术大学.2016
[4].刘要北.高能对撞机上左右双希格斯模型的唯象研究[D].南京师范大学.2016
[5].孙崭.重夸克偶素在高能对撞机上产生和极化性质的研究[D].重庆大学.2015
[6].张宇.高能对撞机上Higgs粒子伴随产生的精确研究[D].中国科学技术大学.2015
[7].任杰.高能对撞机上Higgs与规范玻色子联合产生过程的精确研究[D].河南师范大学.2015
[8].李晓周.高能对撞机上规范粒子产生中的额外维效应研究[D].中国科学技术大学.2013
[9].李霄鹏.高能对撞机单个顶夸克产生过程中的R字称破坏效应的精确研究[D].中国科学技术大学.2013
[10].李炳中.高能对撞机上一些新物理模型过程的唯象研究[D].河南师范大学.2011
标签：标准模型; 双重味强子; 非相对论量子色动力学; 次领头阶计算;