γγ对撞机上Higgs物理的现象学研究

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标准模型(Standard Model)是过去四十年来粒子物理最成功的理论,对撞机上三十年的实验数据使它获得了强有力的支持,可是因为标准模型自身的种种缺憾和不完美,使得人们不得不猜测存在标准模型之外的种种新物理.因此现在和未来的对撞机的一个重要目标就是寻找Higgs粒子和标准模型之外的新物理.最小超对称标准模型(MSSM)是标准模型(SM)之外最有吸引力的扩展模型之一,能够解决很多标准模型的难题;额外维模型(ED)提供了空间在4维以上的新时空观,并以此解决等级差问题.而研究引力子和其他普通四维时空的粒子的相互作用,也是物理学家们感兴趣的课题之一.未来10至20年左右的时间里,计划中将要兴建许多大型的直线对撞机,如TESLA(欧洲),GLC/JLC(日本),CLIC(欧洲),NLC(美国)等等.这些e<+>e<->对撞机有着相似的物理目的,都是为了更精确地测量标准模型以及探索TeV能标下可能的新物理,而它们高能量,高亮度,对撞能量可调,背景干净的特点,又为这种精确探测提供了强子对撞机所不能提供的必要条件.同时这些e<+>e<->对撞机可以被改造成高亮度高能量的γγ对撞机.我们分别研究了光子光子对撞机上,SM和ED模型下,t(<->t)h<0>的产生过程,由计算结果可以看出,SM的单圈QCD和电弱辐射修正都有很大的贡献,其相对修正量可以分别达到34.8%和-15.8%.如果小心地排除本底,在未来的γγ对撞机上可以看到较为清楚的信号,因而对测量top夸克的Yukawa耦合十分有益;而ED的效应在合理的参数空间下,尤其在高能区,更足十分明显,有ED引力子交换的截面可以超过100fb,而此时同过程标准模型的截面只有几个fb左右.同时,我们也研究了光子光子对撞机上,MSSM下所有中性Higgs对产生的过程,和x<+>2衰变的单圈辐射修正,发现前者在亮度较高的光子光子对撞机上仍然是可见的,而后者的辐射修正可以达到-6%.
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