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标准模型(SM)是过去几十年来粒子物理最为成功和成熟的理论,对撞机上的实验数据使它获得了强有力的支持。但是,它不能解释电弱对称性破缺的来源,而且其标量场部分存在平庸性、不自然性等问题。因此,标准模型只是一种低能有效理论,在TeV能标应存在有超出标准模型的新物理。为此,人们提出了一些超出标准模型的新物理模型(如:超对称理论,动力学破缺理论以及Little Higgs模型等)。
Little Higgs模型是一种电弱对称性自发破缺理论,而Littlest Higgs模型是LittleHiggs思想的最简单实现,是一种现实模型。该模型预言存在一些新的重规范玻色子(W<,H><'±>、Z<,H>、B<,H>)、类矢Top夸克和重的标量粒子等,这些新粒子的质量应远大于1TeV(除了规范玻色子B<,H>的质量在几百个GeV)。Littlest Higgs模型预言的新粒子,特别是新的规范玻色子,可能会在目前或将来的对撞实验中产生具有特征意义的信号。
计划中的ILC具有高能量、高亮度的特点,并且它还可实现光子对撞。ILC的一个重要目标就是寻找Higgs粒子和标准模型之外的新物理。将来的高亮度、高能量的ILC将能为探测这些新粒子(尤其是最轻的规范玻色子B<,H>)打开一个理想的窗口。
在工作部分,我们在Littlest Higgs模型框架下,研究了γγ对撞机上新的规范玻色子B<,H>协同费米对的产生过程γγ→ffB<,H>。研究结果表明:在γγ→ffB<,H>中,γγ→ι<'+>ι<'->B<,H>(ι=e,μ,τ)的截面最大,在电弱精确检验所允许的大部分参数范围(f=1-2TeV,c=0-0.5,c’=0.62-0.73),γγ→ι<'+>ι<'->B<,H>(ι=e,μ,τ)的产生截面可达10<'-1>~10<'0>fb,在高亮度的ILC上,将有足够多的事例数产生。因为粒子ι′(ι′=e,μ)很容易被识别,所以,γγ→ι′<'+>ι′<'->B<,H>是探测中性规范玻色子B<,H>的理想的选择。在合理的参数空间内,可以通过衰变道B<,H>→ι′<'+>ι′<'->,2h,W<'+>W<'->探测到B <,H>的产生信号。而衰变模式B<,H>→2h可为证实Higgs质量平方发散抵消这一重要特征提供重要依据。