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尽管标准模型(SM)是比较成功的理论,但是它的标量部分却带来了自由参数较多、平庸性、不自然性等自身难以解决的问题,因此标准模型仅是一种低能有效理论,在标准模型之外应该有新物理存在。为了克服SM中引入基本标量场带来的问题,人们提出了很多有关动力学电弱对称性破缺(EWSB)的模型。其中TC2理论是较为吸引人的,因为它能够解释top质量较大的问题,并给出了一个可能的EWSB机制。这类模型的共同特点是TC2作用对EWSB的贡献很小,而对top质量部分的贡献很大;而EWWB的大部分来自technicolor或其它强相互作用。近来,随着TeV标度额外维模型的建立,这类模型已经被广泛研究。考虑到规范对称性破缺可以很容易地由适当的边界条件得出,在额外维中higgsless理论和topcolor模型被重新考虑进来。 TC2模型的额外维描述中,有两个独立的5维4dS<,5>空间,每部分都有各自对应的红外(IR)膜。较轻的费米子在 AdS<,5>中的一部分空间中传播,而第三代夸克在另一部分传播,EWSB 的来源则在每部分的IR膜上。
额外维模型中考虑适当的边界条件,EWSB有三种可能性:Riggs-top-Higgs,Higgsless-top-Higgs 和 Higgsless-Higgsless。对于Higgsless-top-Higgs条件,大部分EWSB来自higgsless部分,同时,top-Higgs部分的IR膜获得质量。与四维空间的TC2模型类似,Higgsless-top-Higgs模型(HTH模型)预言了top-pions(π<0,±><,t>和top-Higgs玻色子(h<0><,t>)的存在。
本文的工作部分,主要研究在大型强子对撞机(LHC)上,当平方根s=14TeV、L<,int>=100fb<-1>时经由不同机制时,top-pions(π<0,±><,t>)的产生。首先,计算了中性top-pion(π<0><,t>)在胶子-胶子融合和底夸克-底夸克碰撞过程的产生。然后,计算了较重的中性top-pion(π<0><,t>)的主要衰变道tt和gg。最后,计算在LHC上带电top-pion对的产生。当带电标量不是很重时,有可能在最近的LHC实验上被探测到,它的主要产生过程是一般的Drell-Yan过程和t道底夸克散射过程。通过数值结果发现,当top-pions不是很重时,它们将在LHC上大量产生。因此,将来有可能在LHC上探测到这些新粒子的可能迹象。