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标准模型(SM-Standard Model)很好地描述了基本粒子以及其相互作用唯象学,它的正确性已为大量的精确实验所验证,但它不能合理解释电弱对称性破缺(EWSB)机制,并且标量场部分存在平庸性、不自然性等一系列问题。所以,一般认为标准模型只是一种低能有效理论,在标准模型之外应有新物理的存在.为此,人们进行了积极的、有意义的探索,提出了许多新理论,如超对称理论(SUSY)、顶色辅助的人工色(TC2)理论等.近年来,TC2模型受到了一定的关注。
本文简单介绍了人工色(TC)理论的基本思想和基本理论、人工色的发展与分类、顶色辅助的人工色理论,并对目前该理论的最新进展情况进行了分类介绍.我们详细讨论了中性top介子在高能对撞机上的物理信号,并对以前的相关工作进行了详细分类和总结,以阐明我们工作的重要意义。
我们在TC2理论框架下,研究了中性top介子与高能喷注(high-pT jet)的联合产生,并将我们的结果与标准模型和最小超对称标准模型(MSSM)下对应的Higgs玻色子的结果进行比较.讨论了过程gg→πgotg,qg→qπot(q=u,c,d,s,-u,-c,-d,-s),qq→πotg(q=u,c,d,s),gb(-b)→πotb(-b)和b-b→πotg.与标准模型和最小超对称模型中Higgs玻色子与high-pT jet的联合产生相似,中性top介子πot与high-pT jet的联合产生也主要来自于gg→πotg的贡献.在MSSM模型下,依赖于自由参数的选取,b-b道的贡献可以很大.然而在TC2模型下却不存在这种情况.当0.02≤ε≤0.08,200GeV≤mπot≤500GeV时,子过程b-b→πotg的相互作用截面仅为1.6fb~46fb,比gg→πotg的贡献小几个量级.中性top介子πot的主要衰变道为t-t-tc(t-c),b-b,gg和γγ.当mt≤mπot≤2mt,πot主要衰变到-tc和t-c我们已经确定,当mπot=250GeV,δ≥0.02,πot→-tc+t-c的分支比要大于90%.因此,当mt≤mπot≤2mt,中性top介子πot与high-pT jet的联合产生最后将转变成tc+jet的末态,这将在LHC(Large Hadron Collider)上产生特有的信号。
通过研究中性top介子与高能喷注在LHC上的联合产生,我们发现:(i)通过过程pp→πot+jet+X→t-t+jet+X探测到中性top介子比较困难;(ii)通过过程pp→πot+jet+X→-tc+t-c+jet+X来探测中性top介子在LHC上所产生的物理信号是可行的。