【摘 要】
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近现代人们对微观粒子的认识,被粒子物理学家们总结为一个叫标准模型的量子场理论。然而随着现代实验手段和精度的不断进步,越来越多的标准模型无法解释的现象被发现,标准模型也被视为一种低能有效理论。理论物理学家们提出了各种对标准模型的扩充方案来寻求更完备的理论和唯象学解释,其中超对称模型是比较流行的并且得到充分研究的扩充方案。超对称模型都是以标准模型为基础的,本文首先回顾了标准模型的建立和主要理论,然后选
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近现代人们对微观粒子的认识,被粒子物理学家们总结为一个叫标准模型的量子场理论。然而随着现代实验手段和精度的不断进步,越来越多的标准模型无法解释的现象被发现,标准模型也被视为一种低能有效理论。理论物理学家们提出了各种对标准模型的扩充方案来寻求更完备的理论和唯象学解释,其中超对称模型是比较流行的并且得到充分研究的扩充方案。超对称模型都是以标准模型为基础的,本文首先回顾了标准模型的建立和主要理论,然后选择超对称模型进行理论课题研究,阐述了超对称理论的数学基础。以最小超对称模型为例介绍了超对称模型的基本内容和研究方法。本文采用的超对称模型为两个U（1）扩充的最小超对称模型:B-L SSM模型和U（1）X SSM模型。一方面,在理论上推导了场论对有效势的单圈阶修正和重整化群改进,将之应用到B-L SSM模型,并在B-L SSM模型框架下对希格斯势的真空稳定性进行了深入研究。另一方面,用有效场论的方法对夸克电偶极矩的计算进行了推导,给出了U（1）X SSM模型下,各种粒子单圈阶贡献的解析式,并由此对模型中的新物理相角以及敏感参数对中子和c,t夸克的电偶极矩的影响进行了深入调查研究。具体的章节结构安排如下:第一章从粒子物理学发展历史的角度,回顾了标准模型建立的历史过程,简述了标准模型的基本理论结构和它的不足之处。第二章以超对称代数为出发点,介绍了超对称理论的基本概念,随后以最小超对称模型（它是很多超对称扩充模型的基础）为例介绍了超对称物理模型的结构和对最小超对称模型进行扩充的必要性。第三章采取U（1）B-L扩充的最小超对称模型,把有效势和重整化群的一般理论应用于这个B-L SSM模型,得到了单圈修正的希格斯有效势。借助于计算机软件Mathematica以及其模型分析程序包SARAH,在双圈阶数值解出了重整化群方程。籍此分析了单圈修正希格斯标量势在不同能标下的行为,给出了对B-L SSM模型真空稳定性的评估以及稳定势对参数选取的约束。第四章是在U（1）X SSM模型框架下对粒子电偶极矩这个新物理课题进行的研究。简要介绍了CP破坏效应对于新物理模型和唯象学的重要性,通过使用有效理论的方法,推导出了夸克电偶极矩的计算式并将其应用于U（1）X SSM模型,给出了模型中相关粒子的贡献。借助于计算机数值运算,以作图的方式研究了模型新引入的CP破坏相角对中子以及c,t夸克的电偶极矩的影响,与实验上限值进行了比较并得出了有用的结论。第五章对全文做出了简要的总结,并且对粒子物理学的发展和对撞机上的高能物理实验前景做了进一步的展望。
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