重轻子在LHC上的产生

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粒子物理学的标准模型(BM)是基于规范群SU(3)C×SU(2)L×U(1)γ的规范不变性和Higgs机制建立起来的。规范不变性已经被实验所证实,但是在实验上至今还没有发现对称性自发破缺所必须的自旋为零的Higgs粒子,所以Higgs机制还处在假设阶段。SM描述了弱、电、强相互作用,并很好的解释和描述了基本粒子的性质和它们之间的相互作用。SM包含三代轻子,l=e,μ,τ及其相应的中微子。SM中的中微子是严格无质量的。但是太阳中微子实验和大气中微子实验显示中微子是有质量的,不同味中微子之间发生振荡,这就表明了SM具有局限性。另外SM中还存在着很多的问题;如自由参数较多、不自然性问题、平庸性问题等等。因此我们有理由怀疑SM是不完善的,这就需要引入新的理论模型,或者对SM进行扩展。利用seesaw机制扩展SM,可以很好的解决中微子质量问题,同时预言了质量较重的轻子存在(重轻子)。重轻子的存在也不是偶然的,许多超出SM模型的新物理模型也预言了重轻子的存在。例如:最小走动人工色模型、3-3-1模型和小Higgs模型等等都有人详细的讨论过重轻子问题。但是在具有T宇称的最小Higgs(LHT)模型下重轻子在CERN的大型强子对撞机(LHC)上的产生还没有人详细的研究过。本文主要介绍了LHT模型和T-odd重轻子的产生。在LHT模型基础上,我们详细的讨论了在LHC上,重轻子的所有可能产生过程gg→l+Hl-H,(qq)→l+Hl-H,γγ→l+Hl-H和VV→l+Hl-H(V=W或Z),计算了这些过程的产生截面并给出了简单的现象学分析。我们发现这些过程大部分产生截面都比较小,只有Drell-Yan过程(qq)→l+Hl-H的产生截面稍大一些,我们取合理的参数其可达到270f6。如果LHC积分亮度为£int=100fb-1,质心能量√S=14TeV,那么每年将有几万个l+Hl-H事例数产生。这表明将来在LHC上可能产生的物理信号,能够有助于检验LHT模型,并且区分不同的新物理模型。
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