【摘 要】
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粒子物理标准模型是一种描述自然界强、弱、电磁三种相互作用的规范理论,它是迄今粒子物理学中最完美的理论之一,已经接受了大量的实验检验。然而,它在理论自身和实验观测两方面也还存在许多无法解释的问题（如理论自身存在精细调节问题,实验方面无法提供暗物质候选者）,这些问题至今也未得到合理的解释。为此,理论家们提出了很多超出标准模型的理论模型来探索新物理。精细调节问题的根源是来自于标准模型中顶夸克、W±,Z玻
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粒子物理标准模型是一种描述自然界强、弱、电磁三种相互作用的规范理论,它是迄今粒子物理学中最完美的理论之一,已经接受了大量的实验检验。然而,它在理论自身和实验观测两方面也还存在许多无法解释的问题（如理论自身存在精细调节问题,实验方面无法提供暗物质候选者）,这些问题至今也未得到合理的解释。为此,理论家们提出了很多超出标准模型的理论模型来探索新物理。精细调节问题的根源是来自于标准模型中顶夸克、W±,Z玻色子圈和希格斯自能对希格斯粒子质量带来的单圈二次发散。在新物理模型中引入顶夸克伴子是缓解精细调节问题的一种常用方法。本文首先回顾了粒子物理的标准模型,并简单介绍了具有T宇称的最小希格斯模型和类矢量夸克模型,然后介绍了对撞机物理的相关知识和实验上对顶夸克伴子直接寻找的现状。在我们的工作部分,从以下两个方面对顶夸克伴子进行了研究:（1）针对于直线对撞机,我们研究了具有T宇称的最小希格斯模型中eγ对撞模式tZ道的顶夸克伴子单产生的探测。根据W和Z的轻子和强子化衰变,我们选择了两种不同的衰变模式。对于模式A（B）,在（?）=3 TeV时,此过程的排除能力也未超过现有实验限制。我们还考虑了初态辐射效应,并发现该效应将使eγ碰撞对顶夸克伴子质量上限的排除能力降低约10 GeV。此外,在eγ碰撞时排除具有T宇称的最小希格斯模型参数空间的能力可以补充现有的实验限制。（2）结合LHC及未来的强子对撞机（如HL-LHC,HE-LHC,FCC-hh）,我们用4味方案在类矢量夸克模型中研究了 Wb道顶夸克伴子的单产生过程。通过详细的探测器模拟和背景分析,在不同对撞机的不同亮度下,给出了 95%置信度下关于顶夸克伴子的排除能力。我们发现,随着对撞能量的增加,排除能力明显增强,当达到3000fb-1的高亮度时,①HL-LHC在mT∈[1300 GeV,2000 GeV]排除区域为 g*>0.06～0.09;②HE-LHC 在mT ∈[1300 GeV,1700 GeV]中排除区域为g*>0.06～0.06,在mT ∈[1700 GeV,3000 GeV]中排除区域为 g*>0.04～0.08;③FCC-hh 能够在 mT ∈[1300 GeV,1900 GeV]中排除 g*>0.04～0.04 区域,在mT∈[1900 GeV,3000 GeV]中能够排除g*>0.03～0.03区域。此外,我们还研究了不同对撞机上顶夸克伴子的发现能力。
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