最小Z′模型下e-e+→Zh过程的研究

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标准模型(SM)由量子色动力学和电弱统一理论两部分组成,它成功地描述了粒子间的强、弱以及电磁相互作用,受到人们的普遍接受。但是模型本身还存在一些问题,例如自由参数过多、平庸性和规范等级问题等。此外,SM也不能解释中微子小质量问题,在大气中微子实验、太阳中微子实验、反应堆中微子实验等等都发现了中微子的振荡现象,这表明中微子具有非零质量,证明可能存在SM以外的新物理。目前普遍认为SM是一种低能有效理论,在更高的能标下需要引入新物理模型进行分析和解释。在寻找新物理的过程中构建出很多的新模型,其中最小Z′模型作为SM的一个极为简单的扩展而备受关注。最小Z′模型通过引入Seesaw机制可以自然地解释中微子质量问题,并且模型还预言存在一个新的规范玻色子Z′,Z′玻色子可以为Higgs提供一个非SM起源的新的产生机制。  自2012年在LHC上发现Higgs玻色子以来,对它的性质和动力学机制的研究一直是当前和未来高能物理实验的主要目标。未来将建造的对撞机ILC具有高精度、高亮度和背景干净的特点,可以更深入地研究Higgs粒子并且试图发现新的粒子。在ILC上,e-e+→Zh过程是Higgs粒子的主要产生机制之一,因此对该过程的研究是非常必要的。  本文在最小Z′模型下研究ILC上的Higgs玻色子辐射过程e-e+→Zh。除SM的Z0玻色子对过程有贡献外,Z′玻色子也对该过程有贡献,本文主要研究Z′对Higgs粒子产生的贡献。首先在允许的参数空间范围内计算该过程的产生截面,然后以e-e+→Zh→l+l-bb为信号,以e-e+→Zh, Zγ, ZZ,γγ作为背景,选取三组参数分别进行信号背景分析,绘制出一些分布的图像。除基本截断外还施加了四个运动学截断来压低背景,最后得到三组参数下信号和背景的统计显著性大小。结果表明,在本文给出的事例选取方案下可以有效地压低背景凸显信号从而为ILC对撞机上通过e-e+→Zh研究最小Z′模型提供了理论参考。
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