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十多年来,粒子加速器上的对撞实验进一步在辐射修正的水平上验证并确立了粒子物理标准模型(SM)的成功地位,只是其预言的黑格斯玻色子依然缺位。将来的加速器为粒子对撞提供了更多的物理可能性,但同时也提出了巨大的挑战,它要求理论给出更为精确的预言值。精确的理论预言不仅可以提高检验标准模型的精度水平,还有助于研究可能新物理的间接效应。
如果一个轻黑格斯玻色子除外的所有超对称粒子的质量都太重而不可能在将来的强子对撞机上产生,这时就需要寻求其它的途径来探索超对称信号存在的间接证据。黑格斯玻色子产生相关过程中的超对称粒子虚修正效应提供了可能性。本论文中,我们主要做了如下几个工作:
·强子对撞机上pp/p(p)→bh+X过程中黑格斯产生的超对称效应是不容忽视的,其部分子子过程bg→bh是中性黑格斯的一个重要产生道,并且bottom夸克的Yukawa对超对称量子修正比较敏感。首先我们在最小超对称标准模型下计算了其过程bg→bh的单圈SUSY-QCD修正,结果表明在某些超对称参数空间产生截面相当大。同时我们也研究了超对称粒子大质量渐近下的SUSY-QCD残留效应.这种低能超对称效应主要残留在黑格斯部分,尤其是当CP-偶黑格斯玻色子质量较轻且tanβ值较大时,残留效应十分显著。比如当MA=200GeV,tanβ=50时,相对截面比可达到70﹪。
·此外,我们还研究了强子对撞机上bottom夸克对末态相关的轻黑格斯玻色子产生过程的超对称QCD辐射修正效应。结果发现,即使过程相关的超对称粒子(胶微子和标夸克)大于TeV标度而不能直接产生,它们对过程依然有显著的虚修正效应。尤其是对应于大的tanβ值,比如取tanβ=30,这种残留效应可以为截面带来超过40﹪的修正。显然这样大的修正结果在将来的强子对撞机上是可观测的。
·我们在最小超对称标准模型的框架内计算了荷电黑格斯玻色子gb→tH-产生截面的单圈超对称QCD修正。结果发现:若胶子质量和超对称软破缺参数μ或At、Ab同量级且趋于很大,就会出现超对称QCD的残留效应。大的tanβ值可以抬高残留效应的贡献,对应于tanβ=30的截面修正几乎达到60﹪。因此大tanβ值情况下,较大的修正结果可能在Tevatron和LHC上观测到。超对称粒子残留的根本原因在于圈图中的某些耦合顶点正比于超对称质量参数。
这些黑格斯玻色子产生过程的超对称低能残留效应如此显著,在将来的对撞机上完全有可能被探测到。超对称低能残留效应的研究与探测对于超对称信号的实验检验有重要指导意义。尤其是面对超对称粒子的质量都太重(TeV标度),在将来的强子对撞机上直接产生根本不现实的情况。