论文部分内容阅读
标准模型成功的用规范对称群描述了目前已知的四种相互作用中的强,弱和电磁相互作用。而且预言了top夸克和重规范粒子W±和Z的存在,这些粒子已经被粒子物理实验相继证实。近来,LHC实验组宣称发现了Higgs玻色子,质量大约是125GeV,但是实验上还未进一步确定观察到的是哪个模型下的Higgs玻色子。另外在理论上,由于Higgs粒子的质量项在单圈阶就受到了来自top夸克和规范粒子的量子修正,导致标准模型在理论上存在着等级差和微调问题。标准模型还有其它诸如自由参数太多的问题。人们普遍认为标准模型只是适用于能标为几百GeV的有效理论,在能量达到TeV时会有新物理出现,标准模型正是描述新物理理论的低能近似。欧洲核子中心的大型强子对撞机(LHC)的运行,为人们直接探索TeV量级的新物理打开了通道。
在本文中,我们分别在标准模型和最小Higgs模型下计算了大型强子对撞机(LHC)上H0与Z0伴随产生过程的NLOQCD修正,并且给出了次领头阶的总截面,以及末态粒子Z0和H0分别衰变到μ±对和Υ±对的横动量分布等精确的理论预言。我们发现在LHC上,NLOQCD修正达到了30%,这么显著的NLO修正效应在具体的实验上是必须要考虑的。同时两个模型结果在LO和NLOQCD的相对偏差分别能达到12.83%和10.37%。通过精确的理论计算,我们发现NLOQCD修正可以极大的压低LO截面对因子化能标/重整化能标的依赖。我们同样精确研究了最小Higgs模型的参数c,c1和f对这个过程的影响。为了使结果更加贴近实验,我们做了末态粒子Z和H分别衰变到μ±对和Υ±对的横动量分布,通过计算发现两个模型的相对偏差至少能达到10%。我们为LHC上研究Higgs玻色子与Z玻色子耦合特性的精确实验提供了理论支持。在NLOQCD修正的计算中,红外发散的处理是一个难点。这里,我们采用维数正规化来分离红外发散。其中,圈图中的红外发散,我们给出了解析的表达式,对于实辐射部分,我们采用两截断相空间分割(TCPSS)的方法进行了处理。
本论文研究中的主要创新之处如下:
本文首次在最小Higgs模型下系统的研究了高能对撞机上H0Z0伴随产生的过程,计算了LHC上该过程的QCD单圈修正,得到了最小Higgs模型下该过程目前最精确的理论预言,这对于检验H0与Z0粒子的耦合性质有重要意义,为LHC上研究H0Z0的产生信号提供了理论支持。